Питание ардуино нано от 12 вольт. Питание Arduino Nano от 12 В: выбор оптимального способа и защита от помех — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как правильно организовать питание Arduino Nano от 12 В источника. Какие способы подключения существуют. Как защитить схему от помех и перепадов напряжения. Какие проблемы могут возникнуть при неправильном питании Arduino.

Содержание

Способы питания Arduino Nano

Arduino Nano можно питать тремя основными способами:

Через USB-порт (5В)
Через пин VIN (7-12В)
Через пин 5V (5В)

Каждый из этих способов имеет свои особенности и ограничения. Рассмотрим их подробнее.

Питание через USB-порт

Питание через USB-порт — самый простой способ, но не самый надежный для автономных проектов. Основные особенности:

Напряжение 5В (на практике 4.6-5.1В)
Ограничение по току около 500 мА
Есть защитный диод, создающий падение напряжения
Удобно при отладке, но не подходит для автономной работы

Какие проблемы могут возникнуть при питании от USB? Падение напряжения на защитном диоде может привести к нестабильной работе при высоком энергопотреблении. Также ограничение по току не позволит запитать мощные устройства.

Питание через пин VIN

Пин VIN предназначен для подачи внешнего питания 7-12В. Основные особенности:

Рекомендуемый диапазон 7-12В
Встроенный стабилизатор понижает напряжение до 5В
Можно питать более мощные устройства
Есть тепловые потери на стабилизаторе

При каких условиях стоит использовать питание через VIN? Это хороший вариант, если у вас есть источник 9-12В, например батарейный блок или сетевой адаптер. Но нужно учитывать нагрев платы при больших токах.

Питание через пин 5V

Пин 5V можно использовать для прямой подачи стабилизированного напряжения 5В. Особенности:

Требуется стабилизированное напряжение 5В
Нет ограничений по току (кроме самой платы)
Нет потерь на стабилизаторе

Нужно строго соблюдать напряжение 5В

Когда стоит запитывать Arduino через 5V? Это оптимальный вариант, если у вас есть качественный источник 5В. Но требуется внимательность — превышение напряжения может вывести плату из строя.

Выбор оптимального способа питания от 12В

Имея источник 12В, у нас есть два основных варианта питания Arduino Nano:

Подать 12В напрямую на пин VIN
Использовать понижающий преобразователь до 5В и подать на пин 5V

Какой вариант лучше? Давайте сравним:

Параметр	Пин VIN (12В)	Пин 5V (через преобразователь)
Простота подключения	Высокая	Средняя
КПД	Низкий	Высокий
Нагрев платы	Значительный	Минимальный
Стабильность напряжения	Средняя	Высокая

Как видим, использование внешнего преобразователя имеет ряд преимуществ. Но требует дополнительных компонентов.

Защита от помех и перепадов напряжения

При питании Arduino от 12В источника важно обеспечить защиту от помех и перепадов напряжения. Основные методы:

Использование качественного стабилизатора напряжения
Установка фильтрующих конденсаторов
Развязка питания для чувствительных компонентов
Экранирование проводов питания

Какие конденсаторы лучше использовать? Рекомендуется комбинация электролитического конденсатора большой емкости (100-470 мкФ) и керамического конденсатора малой емкости (0.1-1 мкФ).

Мониторинг напряжения питания

Для надежной работы Arduino полезно контролировать напряжение питания. Это можно сделать несколькими способами:

Использовать встроенный АЦП Arduino
Применить внешний модуль контроля напряжения
Использовать специализированную микросхему супервизора питания

Как реализовать мониторинг через АЦП? Нужно подать напряжение питания через делитель на аналоговый вход и периодически измерять его в программе. При падении ниже порогового значения можно выполнить защитные действия.

Типичные ошибки при организации питания

При подключении питания к Arduino часто допускаются следующие ошибки:

Превышение максимального напряжения на входе VIN
Подача нестабилизированного напряжения на пин 5V
Недостаточная фильтрация помех по цепям питания
Игнорирование падения напряжения на проводах
Питание мощных потребителей от пинов Arduino

Чем опасны эти ошибки? Они могут привести к выходу из строя Arduino, нестабильной работе, сбоям в программе и другим проблемам. Важно внимательно подходить к организации питания.

Выбор источника питания для Arduino

При выборе источника питания для Arduino проекта нужно учитывать несколько факторов:

Требуемая мощность всей схемы
Желаемое время автономной работы
Габариты конечного устройства
Условия эксплуатации (температура, влажность и т.д.)
Бюджет проекта

Какие варианты источников питания подходят для Arduino? Это могут быть:

Батарейные блоки (AA, AAA, 18650)
Аккумуляторы (Li-ion, Li-po)
Сетевые адаптеры
Солнечные панели с аккумулятором
Специализированные источники питания

Как правильно выбрать? Нужно рассчитать общее энергопотребление схемы, прибавить запас 20-30% и выбрать источник с подходящими характеристиками.

Практические советы по питанию Arduino

На основе опыта работы с Arduino можно дать следующие рекомендации по организации питания:

Всегда используйте качественные стабилизированные источники питания
Устанавливайте фильтрующие конденсаторы рядом с Arduino
Разделяйте питание цифровой и аналоговой части схемы
Используйте отдельный источник для питания мощных потребителей
Контролируйте напряжение питания программно
Не превышайте максимально допустимые токи и напряжения

Соблюдение этих простых правил поможет создать надежно работающее устройство на базе Arduino с правильно организованным питанием.

Питание arduino

Главная / Программирование / Arduino / Питание arduino

Питание платы

Данный раздел имеет довольно таки большую значимость, если делать что то не так, как написано здесь, можно получить сгоревшую плату или глюки, причины которых не так очевидны и отследить их очень трудно.

Перейдем к питанию платы: есть три способа питать Ардуино и вообще Ардуино-проект в целом, у каждого есть свои плюсы/минусы и особенности:

Бортовой USB порт
“Сырой” вход на микроконтроллер 5V
Стабилизированный вход Vin

Что касается земли (пины GND) то они все связаны между собой и просто продублированы на плате, это нужно запомнить. Пины 3.3V, 5V и GND являются источником питания для датчиков и модулей, но давайте рассмотрим особенности.

Питание от USB

Питание от USB – самый плохой способ питания ардуино-проекта. Почему? По линии питания +5V от USB стоит диод, выполняющий защитную функцию: он защищает порт USB компьютера от высокого потребления тока компонентами ардуино-проекта или от короткого замыкания (КЗ), которое может произойти по случайности/криворукости любителей ковырять макетные платы. КЗ продолжительностью менее секунды не успеет сильно навредить диоду и всё может обойтись, но продолжительное замыкание превращает диод в плавкий предохранитель, выпускающий облако синего дыма и спасающий порт компьютера от такой же участи.

К слову, ардуинки от производителя Robotdyn имеют самовосстанавливающийся предохранитель вместо такого костыля с диодом-смертником.

Слаботочный диод имеет ещё одну неприятную особенность: на нём падает напряжение, причем чем больше ток потребления схемы, тем сильнее падает напряжение питания. Пример: голая ардуина без всего потребляет около 20 мА, и от 5 Вольт на юсб после диода нам остаётся примерно 4.7 Вольт. Чем это плохо: опорное напряжение при использовании АЦП крайне нестабильно, не знаешь, что измеряешь (да, есть способ измерения опорного напряжения, но делать это нужно вручную). Некоторые железки чувствительны к напряжению питания, например LCD дисплеи: при питании от 5V они яркие и чёткие, при 4.7 вольтах (питание от юсб) они уже заметно теряют яркость. Если подвигать сервоприводом или включить реле – на диоде упадет ещё больше и дисплей практически погаснет. При коротких мощных нагрузках (выше 500-600ма) микроконтроллер перезапустится, так как напряжение упадет ниже плинтуса.

Вы наверное предложите заменить диод перемычкой, чтобы питать схему от USB большим током, например от powerbank’а. Так делать тоже нельзя, потому что дорожки на плате не рассчитаны на большие токи (дорожка 5V очень тонкая и идёт через всю плату). Я думаю, что можно будет снять 1-2 Ампера с пина 5V, но, скорее всего, напряжение просядет.

Также при КЗ вы скорее всего попрощаетесь с дорожкой вообще. Питайте силовую часть схемы либо отдельно, либо от того же источника питайте Arduino.

Питание в Vin

Питание в пин Vin (и GND) – более универсальный способ питания ардуино-проекта, этот пин заводит питание на бортовой стабилизатор напряжения ардуино, на китайских платах обычно стоит AMS1117-5.0. Это линейный стабилизатор, что имеет свои плюсы и минусы. Он позволяет питать ардуино и ардуино-проект от напряжения 7-12 Вольт (это рекомендуемый диапазон, так то питать можно от 5 до 20 Вольт). Стабилизатор устроен так, что он выдает хорошее ровное напряжение с минимальными пульсациями, но всё лишнее напряжение превращает в тепло. Если питать плату и один миниатюрный сервопривод от 12 Вольт, то при активной работе привода стабилизатор нагреется до 70 градусов, что уже ощутимо горячо. По некоторым расчетам из даташита можем запомнить некоторые цифры:

При напряжении 7 Вольт (таких блоков питания я не встречал) в Vin можно снять с пина 5V до 2A, больше – перегрев. Отлично сработают два литиевых аккумулятора
При 12 Вольтах на Vin можно снять с пина 5V не более 500мА без риска перегрева стабилизатора.

Питание в пин Vin возможно только в том случае, если в Ардуино проекте (имеется в виду плата Ардуино и железки, подключенные к 5V и GND) не используются мощные потребители тока, такие как сервоприводы, адресные светодиодные ленты, моторчики и прочее. Что можно: датчики, сенсоры, дисплеи, модули реле (не более 3 одновременно в активном состоянии), одиночные светодиоды, органы управления. Для проектов с мощной 5 Вольтовой нагрузкой для нас есть только третий способ.

Питание в 5V

Питание в пин 5V (и GND) – самый лучший вариант питать плату и ардуино-проект в целом, но нужно быть аккуратным: пин идёт напрямую на микроконтроллер, и на него действуют некоторые ограничения:

Максимальное напряжение питания согласно даташиту на микроконтроллер – 5. 5V. Всё что выше – с большой вероятностью выведет МК из строя;
Минимальное напряжение зависит от частоты, на которой работает МК. Вот строчка из даташита: 0 – 4 MHz @ 1.8 – 5.5V, 0 – 10 MHz @ 2.7 – 5.5V, 0 – 20 MHz @ 4.5 – 5.5V. Что это значит: большинство Arduino-плат имеют источник тактирования на 16 MHz, то есть Arduino будет стабильно работать от напряжения ~4 Вольта (20 МГц – 4.5V, 16 МГц – около 4V). Есть версии Arduino на 8 МГц, они будут спокойно работать от напряжения 2.5V.

Важно: напряжение питания в пин 5V не должно превышать 5.5V. Минимальное напряжение: 4V для плат на 16 МГц (на моей практике работало стабильно от 3.5V), 2.5V для плат на 8 МГц.

Самый популярный вариант – USB зардяник от смартфона, их легко достать, диапазон токов от 500ма до 3А – справится практически с любым проектом. Отрезаем штекер и паяем провода на 5V и GND, предварительно определив, где плюс/минус при помощи мультиметра или по цвету: красный всегда плюс, чёрный – земля, при красном плюсе земля может быть белого цвета. При чёрной земле плюс может быть белым, вот так вот. Точно туда же паяем все датчики/модули/потребители 5 Вольт. Да, не очень удобно это паять, но при известной схеме можно аккуратно собрать всё питание в отдельные скрутки и припаять уже их. Пример на фото ниже. Источником питания там является отдельное гнездо micro-usb, зелёная плата сразу над дисплеем.

Автоматический выбор источника

На платах Arduino (на китайских клонах в том числе) реализовано автоматическое переключение активного источника питания: при подключении внешнего питания на пин Vin линия питания USB блокируется.

Питание “мощных” схем

Резюмируя и повторяя всё сказанное выше, рассмотрим варианты питания проектов с большим потреблением тока.

Питать мощный проект (светодиоды, двигатели, нагреватели) от 5V можно так: Arduino и потребитель питаются вместе от 5V источника питания:

Питать мощный потребитель от USB через плату нельзя, там стоит диод, да и дорожки питания тонкие:

Что делать, если всё-таки хочется питать проект от USB, например от powerbank’а? Это ведь удобно! Всё очень просто:

Если есть только блок питания на 12V, то у меня плохие новости: встроенный стабилизатор на плате не вытянет больше 500 мА:

Но если мы хотим питать именно 12V нагрузку, то проблем никаких нет: сама плата Arduino потребляет около 20 мА, и спокойно будет работать от бортового стабилизатора:

3333″ data-lineheight=»35.2px»> Автономное питание

Бывает, что нужно обеспечить автономное питание проекта, т.е. вдали от розетки. Давайте рассмотрим варианты:

Питание в порт USB
- Самый обыкновенный Powerbank, максимальный ток – 500 мА (помним про защитный диод). Напряжение на пине 5V и высокий уровень GPIO в этом случае будет равен ~4.7V (опять же помним про диод). Внимание! У большинства Powerbank’ов питание отключается при нагрузке меньше 200мА, т.е. об энергосбережении можно забыть;
- Максимальный выходной ток с пина 5V – 500 мА!
Питание в пин Vin (или штекер 5.5×2.1 на плате UNO/MEGA)
- Любой блок питания/зарядник от ноута с напряжением 7-18 Вольт
- 9V батарейка “Крона” – плохой, но рабочий вариант. Ёмкость кроны очень небольшая;
- Сборка из трёх литиевых аккумуляторов: напряжение 12.6-9V в процессе разряда. Хороший вариант, также имеется 12V с хорошим запасом по току (3А для обычных, 20А для высокотоковых аккумуляторов) для двигателей или светодиодных лент;
- “Модельные” аккумуляторы, в основном Li-Po. В целом то же самое, что предыдущий пункт, но запаса по току в разы больше;
- Энергосбережение – не очень выгодный вариант, т.к. стабилизатор потребляет небольшой, но всё же ток;
- Максимальный выходной ток с пина 5V: 2А при 7V на Vin, 500ma при 12V на Vin
Питание в пин 5V
- Для стабильных 5V на выходе – литиевый аккумулятор и повышающий до 5V модуль. У таких модулей обычно запас по току 2А, также модуль потребляет “в холостом режиме” – плохое энергосбережение;
- Литиевый аккумулятор – напряжение на пине 5V и GPIO будет 4. 2-3.5V, некоторые модули будут работать, некоторые – нет. Работа МК от напряжения ниже 4V не гарантируется, у меня работало в целом стабильно до 3.5V, ниже уже может повиснуть. Энергосбережение – отличное;
- Пальчиковые батарейки (ААА или АА) – хороший вариант, 3 штуки дадут 4.5-3V, что граничит с риском зависнуть. 4 штуки – очень хорошо при условии, что батарейки чуть разряжены и суммарное напряжение не превышает 5.5V. новые батарейки дадут 6V, что скорее всего убьёт микроконтроллер;
- Пальчиковые Ni-Mh аккумуляторы – отличный вариант, смело можно ставить 4 штуки, они обеспечат нужное напряжение на всём цикле разряда (до 4V). Также имеют хороший запас по току, можно даже адресную ленту питать.
- Платы с кварцем (тактовым генератором) на 8 МГц позволяют питать схему от низкого напряжения (2.5V, как мы обсуждали выше), отлично подойдут те же батарейки/аккумуляторы, также для маломощные проекты можно питать от литиевой таблетки (3. 2-2.5V в процессе разряда).
- Максимальный выходной ток с пина 5V ограничен током источника питания

Arduino как источник питания

Важный момент, который вытекает из предыдущих: использование платы Arduino как источник питания для модулей/датчиков. Варианта тут два:

Питание датчиков и модулей от 5V
- При питании платы от USB – максимальный ток 500 мА
- При питании платы в Vin – максимальный ток 2 А при Vin 7V, 500 мА при Vin 12V
- При питании платы в 5V – максимальный ток зависит от блока питания
Питание датчиков от GPIO (пинов D и A) – максимальный ток с одного пина: 40 мА, но рекомендуется снимать не более 20 мА. Максимальный суммарный ток с пинов (макс. ток через МК) не должен превышать 200 мА. Допускается объединение нескольких ног для питания нагрузки, но состояние выходов должно быть изменено одновременно (желательно через PORTn), иначе есть риск спалить ногу при её закорачивании на другую во время переключения. Либо делать ногу входом (INPUT), вместо подачи на неё низкого (LOW) сигнала. В этом случае опасность спалить ноги отсутствует.

Помехи и защита от них

Если в одной цепи питания с Ардуино стоят мощные потребители, такие как сервоприводы, адресные светодиодные ленты, модули реле и прочее, на линии питания могут возникать помехи, приводящие к сильным шумам измерений с АЦП, а более мощные помехи могут дергать прерывания и даже менять состояния пинов, нарушая связь по различным интерфейсам связи и внося ошибки в показания датчиков, выводя чушь на дисплеи, а иногда дело может доходить до перезагрузки контроллера или его зависания. Некоторые модули также могут зависать, перезагружаться и сбоить при плохом питании, например bluetooth модуль спокойно может зависнуть и висеть до полной перезагрузки системы, а радиомодули rf24 вообще не будут работать при “шумном” питании.

Более того, помеха может прийти откуда не ждали – по воздуху, например от электродвигателя, индуктивный выброс ловится проводами и делает с системой всякое. Что же делать? “Большие дяди” в реальных промышленных устройствах делают очень много для защиты от помех, этому посвящены целые книги и диссертации. Мы с вами рассмотрим самое простое, что можно сделать дома на коленке.

Питать логическую часть (Ардуино, слаботочные датчики и модули) от отдельного малошумящего блока питания 5V, а ещё лучше питаться в пин Vin от блока питания на 7-12V, так как линейный стабилизатор даёт очень хорошее ровное напряжение. Для корректной работы устройств, питающихся отдельно (драйверы моторов, приводы) нужно соединить земли Ардуино и всех внешних устройств;
Поставить конденсаторы по питанию платы, максимально близко к пинам 5V и GND: электролит 6. 3V 470 uF (мкФ) и керамический на 0.1-1 мкФ. Это сгладит помехи даже от сервоприводов;
У “выносных” на проводах элементах системы (кнопки, крутилки, датчики) скручивать провода в косичку, преимущественно с землёй. А ещё лучше использовать экранированные провода, экран естественно будет GND. Таким образом защищаемся от электромагнитных наводок;
Соединять все земли одним толстым проводом и по возможности заземлять на центральное заземление;
Металлический и заземленный корпус устройства (или просто обернутый фольгой

Хронометраж для горных лыж на Ардуино. Питание — DigInfo.ru

Одноплатный компьютер Ардуино Нано можно запитывать тремя способами. В заметке разберу выбранный способ. Кроме того распишу вариант контроля заряда аккумулятора.

Варианты питания Ардуино Нано

Три варианта питания Ардуино Нано

Через USB плата получает питание от компьютера при отладке программы или от Power Bank. Питание USB это 5 вольт (примерно, мне встречалось 4.6 — 5.1 В). Насколько понимаю, эти 5 вольт сразу «проваливаются» на ножку 5V. То есть можно считать (хотя вопрос спорный), что питание от USB особо не отличается от подачи напряжения с соответствующих проводков кабеля USB на ножку 5V.

Ножка Vin обслуживает внешнее питание более высоким чем 5 вольт напряжением. Верхнее значение иногда указывается 12 вольт, а иногда 9. Нижнее значение должно быть с некоторым запасом более 5 вольт. Внешнее напряжение проходит через «понижайку», микросхему с обвязкой, которая делает из более высокого напряжения 5 вольт. Опять-таки можно считать, что эти преобразованные пять вольт оказываются на ножке 5V. Расположена эта микросхема с обратной стороны платы.

Ножка 5V самая загадочная, поскольку с первого взгляда выглядит как выход (вывод) напряжения с платы для питания внешних модулей, таких как цифровые индикаторы, датчики и т.п. Тем более, что при запитывании всего проекта через Vin так оно и есть.

На самом деле правильнее считать, что ножка 5V это основной вход для питания Ардуино. То есть, при питании от USB входное напряжение подсоединяется к этой ножке и от него питается и чип Ардуино и подключенные внешние устройства. При питании через Vin происходит то же самое, но через встроенную «понижайку». А при поступлении питания прямо от ножку 5V все происходит совсем естественно. В описании платы на этот счет мне показалось недостаточно ясности, поэтому приводить его не буду 🙂

Таким образом, для питания проекта нужно организовать внешнее надежное питание 5 вольт (на практике можно от 3-х до 5-и вольт), которое подается и на все остальные модули и на ножку 5V Ардуино. Силовая микросхема на обратной стороне платы Ардуино при этом не задействована. Несколько раз порывался ее задействовать при отладке радиомодуля, и каждый раз это ничего не давало. То есть питание через Vin нужно оставить на какие-то случаи, когда под рукой есть только 9-12 вольт.

Вот схема соединений из заметки Хронометраж для горных лыж на Ардуино. Заодно.

1) Датчик температуры, 2) плата зарядки аккумулятора от разъема USB, 3) выключатель питания, 4) аккумулятор, 5) индикатор времени, 6) индикатор температуры, 7) светодиод «садится аккумулятор», 8) кнопка обнуления секунд для выставления времени часов (расположена не на виду, внутри блока), 9) Ардуино Нано, 10) плата часов, 11) выключатель режима контроля регламента, 12) пьезопищалка для контроля регламента

Питание организовано от аккумулятора, причем без стабилизации напряжения. Сколько аккумулятор выдает, а это от 4.2 до 3.0 вольт, столько и идет на питание всех элементов схемы. Ардуино питается «на равных», получая напряжение на ножку 5V.

Питание от аккумулятора

Для «ответственных» блоков, в нашем случае это те, которые с радиомодулями, питание всей схемы должно быть «стабилизированным» (в смысле не «гулять» вместе с напряжением на аккумуляторе). Поэтому при питании от литий-ионного аккумулятора (3 — 4.2 вольта) нужно добавить «повышайку».

1) модуль повышения напряжения, 2) выключатель питания, 3) плата зарядки аккумулятора от разъема USB, 4) аккумулятор

Контроль заряда аккумулятора

Вообще-то в хронометраже для горных лыж контроль аккумулятора не очень нужен. Перед тренировкой все аккумуляторы надо зарядить (благо в литий-ионных аккумуляторах нет эффекта памяти). Заряда аккумуляторов должно хватать на 2-3 часовое катание с троекратным запасом.

Тем не менее, какой-нибудь сигнал о разряде аккумулятора должен быть. Точнее, нужна уверенность, что с аккумулятором все в порядке. Тогда, если система вдруг перестанет работать, например пропадет радиоканал, проще искать неисправность. Для качественного контроля аккумулятора на Али-Экспресс продается огромное количество модулей с отдельным индикатором на цифрах или на линейке светодиодов разных цветов. Но качественный контроль не нужен, да и если на борту Ардуино есть аналого-цифровой преобразователь, то зачем дополнительный модуль?

В чипе Ардуино Нано есть один аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который через мультиплексор (переключатель) можно программно подключать к ножкам А0 — А7 (см. на картинке вверху по тексту). В нашем случает лучше к А6 или А7, поскольку эти ножки сконфигурированы на работу «только» с АЦП. Остальные можно сконфигурировать, например как цифровые выводы на индикаторы.

1) светодиод «садится аккумулятор», 2) Ардуино Нано, 3) модуль повышения напряжения, 4) выключатель питания, 5) плата зарядки аккумулятора от разъема USB, 6) аккумулятор

АЦП измеряет напряжение от нуля до так называемого опорного напряжения. Опорное напряжение можно программно выбрать из трех вариантов: по умолчанию это напряжение на ножке 5V (то есть обычное питание «на борту»), специально поданное напряжение на ножку REF (ножка слева от А0 на самой верхней картинке) и внутреннее опорное напряжение чипа 1.1 вольт. С ножкой REF нужно быть предельно аккуратным, там отдельные требования по входу, несоблюдение которых может сжечь чип. К тому же эта ножка может быть и выходом, на ней можно измерить выбранное «внутреннее» опорное напряжение 1.1 В. В общем, поигрался с ней, к счастью ничего не сжег, и решил, что в моем случае правильнее считать, что варианта «REF» нет 🙂

Опорное напряжение на ножке 5V в сети принято использовать для измерения относительных величин. Например переменный резистор, подключенный крайними выводами к нулю (GND) и 5V, а средний вывод (переменный) на вход АЦП. Оцифровываются при этом текущие показатели резистора относительно его полного сопротивления. Это к тому, что даже при работе со стабилизированным источником (если не доводить до абсурда), бортовое напряжение может изменяться в зависимости от общей нагрузки схемы. И уж тем более будет разным например при питании от USB или от аккумулятора. Поэтому если при измерении так или иначе интересуют пропорции (как в примере с переменным резистором), а не абсолютные значения напряжения, то выбор 5V в качестве опорного напряжения работает хорошо. К случаю контроля заряда аккумулятора это никак не относится, нужно измерять именно напряжение на аккумуляторе, а не какие-либо пропорции.

Поэтому для контроля аккумулятора так или иначе нужно использовать внутреннее опорное напряжение 1.1 вольт. Откуда оно берется? Оказывается, из Природы. Чип сделан из кремния. Ширина запрещенной зоны (Energy gap) кремния составляет от 1. 17 эВ (при абсолютном нуле) до 1.11 эВ (при комнатной температуре), цифры отсюда (в других источниках как ни странно могут отличаться). В 1964 году придумали схему, как использовать это свойство для создания опорного напряжения (поиск по «bandgap voltage reference», например Википедия). Опорное напряжение может немного отличаться от чипа к чипу, но если его измерить (или отградуировать измеряемые значения), то дальше можно использовать как стабильный репер, не зависящий от температуры или нагрузки схемы.

Для использования опорного напряжения 1.1 В нужно измерять напряжение менее этого значения. То есть, для измерения напряжения на аккумуляторе нужно сделать делитель на двух резисторах. В сети это основной подход, правда как правило каждая конкретная реализация в комментариях подвергается жестокой критике. Дело в том, что делитель замыкает через себя плюс и минус схемы, поэтому сразу забирает на себя ток, чем меньше сопротивления «в плечах» делителя, тем больше тока просто «уходит в песок». В то же время поставить большие сопротивления нельзя, поскольку АЦП на входе приветствует определенные значения, примерно 10 кОм, хотя это тоже под вопросом. В общем, идея с делителем мне не нравится. Тем более, что можно обойтись без него.

В сети есть трюк, варианты которого находятся по поиску «Secret Voltmeter Arduino», например здесь. В заметке Хронометраж для горных лыж на Ардуино. Заодно этот трюк использовался для определения абсолютных значений напряжения на ножке 5V. Смысл в том, что используя бортовое напряжение как опорное можно при помощи «ковыряния» в регистрах чипа измерить напряжение репера 1.1 В в долях от опорного. А так как напряжение 1.1 В на самом деле известно, то обратным пересчетом получается значение бортового напряжения на ножке 5V. Поэтому можно оцифровывать напряжение на аккумуляторе относительно уже известного бортового напряжения. Единственное, напряжение на аккумуляторе нужно подавать через резистор 10 кОм. Если подавать напрямую, то напряжение проходит через ключи мультиплексора и может странным образом включать Ардуино. Четких рекомендаций, почему именно 10 кОм, в сети не нашел.

По измерениям мультиметром, при напряжении на аккумуляторе 4 вольта на этом резисторе 10К падает 0.04 вольта. Поскольку резистор участвует в делителе с дальнейшим внутренним сопротивлением Ардуино, то при разряде аккумулятора до 3 вольт на «ножке» входа (А7 на рисунке сверху) должно быть на 0.03 вольта меньше. По какой-то непонятной причине при переводе в «цифры» никакого падения напряжения на резисторе не вычисляется. Поэтому оставлю этот абзац просто, чтобы потом заново не возник вопрос 🙂

Оцифрованное значение напряжения скачет существенно больше, чем измеряемое внешним вольтметром. Это нормально. В сети есть аппаратные и программные решения. Но в нашем случае это не нужно. Достаточно просто при фиксации измеренного на аккумуляторе напряжения менее 3 В зажигать контрольный красный светодиод и переводить программу в режим «холостого хода».

Добавлено в декабре 2020

Испытания на снегу привели к выявлению проблемы питания. Радиомодуль при работе иногда, примерно через полтора часа работы выжигал контроллер платы Ардуино Нано. Происходило это из-за бросков бортового напряжения при работе радиомодуля, с которыми не справлялась «повышайка». Подробности здесь: Хронометраж для горных лыж на Ардуино. Испытания на снегу

Поэтому при организации питания нужно учитывать, что питание Ардуино от ножки 5V подразумевает, что броски «бортового» напряжения будут не более 5.5 В и не менее 2.7 В. Организация бортового питания от «повышайки с потенциометром» не гарантирует этого, в частности потому, что поскольку там нет (и быть не может) стабилитрона на 5 В. Питание через Vin наверное предохранит контроллер, поскольку задействован стабилитрон на плате Ардуино. Но организация питания через Vin не совсем удобна, поскольку подавать нужно не менее 6 вольт, а нагрузку (индикаторы, например) лучше все-таки питать отдельно. Поэтому получается, что нужно организовывать две цепи питания (6+ вольт для Vin и 5 вольт для всего остального). При этом 5 вольт на ножке 5V может не совпадать с 5-ю вольтами отдельной цепи, что может приводить к непредсказуемым сбоям.

В случае проекта «Хронометраж…» был выбран вариант из отдельной цепи питания 3.3 В для нагрузки, вызывающей броски напряжения (это радиомодуль в режиме «передача») и отдельного контура питания 5 вольт для всего остального, включая Ардуино.

Здесь собраны все заметки по теме «Хронометраж для горных лыж на Ардуино».

Вадим Никитин

на начало страницы

Питание для Arduino, востанавливаем ардуино

Микроконтроллер	ATmega328
Рабочее напряжение
Входное напряжение (рекомендуемое)	7-12 В
Входное напряжение (предельное)	6-20 В
Постоянный ток через вход/выход

Под рабочим напряжением имеется в виду рабочее напряжение микроконтроллера. Данный микроконтроллер может работать с напряжением от 1,8 до 5 вольт(1. 8 — 5.5V for ATmega328P — datasheet). Отсюда уже можно понять что пониженное напряжение для него не страшно, это только может сказаться на работе подключенных датчиков и серийном порте. Но превышение 5.5 вольт является очень критичным, как только напряжение превысит этот показатель то микроконтроллер(далее МК) сгорит. Так же в оригинальных ардуино или копиях оригинала для связи МК с компьютером есть еще одна МК Atmega16u2, данная микросхема отвечает за прошивку основной МК atmega328 и связи ее с компьютером(по сути она преобразует сигнал последовательного порта rs-232 ttl в параллельный usb). Для запуска atmega16u2 необходимо больше напряжение, минимальное напряжение 2.7В (Operating Voltages – 2.7 — 5.5V — datasheet).

В arduino предусмотрено подключение питания 3-мя различными способами:

Питание от USB компьютера или другого устройства
Через разъем для питания
Разъемы GND и Vin на плате

Напряжение от usb поступает напрямую на плату не через стабилизатор, так как в usb стабильное напряжение 5 вольт которое нам подходит. Напряжение в остальных двух случаях проходит через стабилизатор NCP1117ST50T3G который выдает на выходе 5 вольт. Перед стабилизатором в схеме предусмотрен диод D1(M7) он защищает от не правильной полярности. Контакт Vin тоже попадает на стабилизатор. На схеме часть со стабилизатором и входом обозначена розовым цветом VOLTAGE REGULATOR SUBSYSTEM. Так как в данных платах предусмотрено напряжение 3,3 вольта после получение со стабилизатора 5 вольт или от usb напряжение попадает на второй стабилизатор LP2985-330BVR в результате чего оно понижается до 3,3 вольт (на схеме выделено голубым MULTIPLE INPUT MANAGEMENT SUBSYSTEM). Но и это еще не все, для защиты портов usb на плате предусмотрен предохранитель F1 (500мА) — защита от больших токов. На плате предусмотрено отключение питание usb при наличии достаточного напряжения на входе Vin или разъеме питания. Принцип действия заключается в том, что напряжение Vin попадает на делитель напряжения образованный резисторами RN1A и RN1B, после этого напряжение попадает на компаратор (микросхема LMV358IDGKR) на втором входе (-) 3,3 вольт. Выход компаратора управляет затвором p-канального MOSFET транзистора FDN340P, в случае если напряжение на входе больше 6,6 вольт на затвор попадает положительное напряжение и цепь USBVCC обрывается (отключается питание usb), а если меньше то питание usb идет дальше по схеме и попадает на «шину» +5 и стабилизатор 3,3 вольт. Для примера на входе 7 вольт, после делителя получилось 3,5 вольт и это больше чем 3,3 на втором входе компаратора, а значит на выходе компаратора и затворе транзистора положительное напряжение и как следствие цепь usb отключается.

Поскольку со схемой питания мы разобрались, перейдем к неисправностям.

1. Нет питание от usb, плата не определяется компьютером

Что делать если ваша плата перестала определяться?! Первым делом нужно проверить напряжение на микроконтроллере atmega16u2, именно она отвечает за загрузку скетча, определения платы и обеспечивает работу терминала. Отсутствие напряжение на микроконтроллере означает потерю связи компьютер-плата. Для начала нужно проверить поступает ли напряжение на плату, удобнее это сделать с обратной стороны. Для того что бы проверить входное напряжение на плате нужно подключить кабель к usb и замерить напряжение на выходах отмеченных на рисунке ниже.

Если там напряжение около 5 вольт значит идем дальше, если нет проверяем кабель и устройство к которому подключаем. Для дальнейшей проверки мы будем пользоваться рисунком ниже.

Поскольку напряжение поступает на плату дальше можно проверять все по цепи питания либо замерить напряжение на микроконтроллере atmega16u2 (на рисунке отмечен синим цветом). Мы будем проверять напряжение на микроконтроллере, это может иногда сэкономить время. Поскольку размеры atmega16u2 не большие мы будем замерять напряжение на контакте конденсатора C7 (отмечен красным, связан с плюсом питания микросхемы) и контакте конденсатора С9 (отмечен красным, связан с плюсом питания микросхемы). При отсутствии напряжения около 5 вольт, есть смысл проверить предохранитель F1 (на схеме рисунке отмечен коричневым цветом). При выходе из строя предохранителя нужно заменить на похожий для токов 500мА, либо запаять перемычку(небезопасно). Ну а если дело не в предохранителе берем схему и проверяем все по порядку.

Если же напряжение atmega16u2 нормальное (около пяти вольт) то нужно смотреть в сторону контроллера и интерфейса usb, можно проверить входные сопротивления на рисунке отмечены фиолетовым цветом (должны быть номиналом 20ОМ). Если же сопротивления в порядке, следует проверить сам микроконтроллер для это нужно подключить программатор к разъему программирования isp справа от микроконтроллера и попробовать считать с него данные. В случае успеха не стоит радоваться заранее, у микроконтроллера могут выгореть ножки подключенные к усб, но в целом он будет работать. Признаки не исправного микроконтроллера :

Сильно греется (за пару секунд нагревается до больших температур)
Возрастает энергопотребление
Возможно не все ноги микроконтроллера работают

Так же есть небольшая вероятность выхода из строя кварцевого генератора (обведен на рисунке зеленым цветом), можно проверить его осциллографом. В случае неисправности atmega16u2 её необходимо заменить, но её крохотные размеры делают замену очень очень трудной. Можно работать если «жив» основной микроконтроллер atmega328p и без atmega16u2, прошивая атмегу 328-ую программатором через isp разъем, но если atmega16u2 греется то перегревом она может вывести из строя другие элементы.

На фото выпаянный микроконтроллер atmega16u2:

2. Нет питания микроконтроллера (5 Вольт)

У вас подозрение что напряжение а микроконтроллере далеко не 5 вольт или его вовсе нет?! За напряжение 5 вольт от внешнего источника отвечает стабилизатор напряжения NCP1117ST50, при потере питания 5 вольт стоит проверить его. Причинами выхода из строя может быть несколько перегрев, превышение допустимых токов и т.д. Расположение и схема включение показана на рисунке ниже.

Для проверки напряжения на стабилизаторе нужно измерить напряжение между ногами GND(1) и Output(2), оно должно быть 5 вольт. При отсутствии или меньшем напряжении нужно проверить напряжение на входе, для этого нужно замерить напряжение на ногах GND(1) и Input(3) оно должно быть примерно таким как источника питания. При отсутствии напряжения нужно проверить диод D1 (отмечен на рисунке ниже). При низком напряжении на выходе стоит так же проверить конденсаторы С1 и С2 которые расположены под разъемом питания.

Если же конденсаторы в подряде и напряжение на входе нормальное, то следует заменить стабилизатор NCP1117ST50 (при отсутствии такого можно использовать AMS1117 5.0 — применяется в китайских копиях Arduino UNO).

Замена стабилизатора

Для замены стабилизатора без фена (паяльником) я откусываю кусачками три ноги как на рисунке ниже.

Металлическое основание стабилизатора откусывать не надо (оно выполняет функцию теплоотвода), после того как мы ампутировали три ноги его достаточно хорошо прогреть паяльником и снять стабилизатор пинцетом. Я пытался откусить основание и оторвал немного дорожку под ним, это не критично но с точки зрения эстетичности так себе. Осталось выпаять оставшиеся концы ног, после чего Вуаля:

Запаиваем новый стабилизатор и радуемся работоспособности. Таким же методом и меняем стабилизатор (откусыванием ног) 3,3 вольт.

3. Нет напряжения 3,3 вольта

В вашей плате исчезло напряжение 3,3 вольта?! Это пожалуй самый простой сценарий и легко поправимый. За преобразования напряжения в 3,3 вольта отвечает маленькая микросхема LP2985-33DBVR, и с связан ней только один элемент конденсатор С3 1мкф. В случае отсутствия нужного напряжения есть смысл первым делом смотреть в ее сторону. Нам нужно проверить напряжение на её входе и выходе.

Для проверки входного напряжение мы должны проверить напряжение на ноге Vin(1) и GND(2), как на рисунке выше. В случае наличие напряжение там около 5 вольт мы будем проверять выходное напряжение, в противном случае нужно искать по схеме где «обрыв». Для проверки напряжения на выходе стабилизатора необходимо замерить напряжение между контактами Vout(5) и Gnd(2), при нормальной работе там будет 3,3 вольта. Так же особенностью данного стабилизатора является то что у нее есть контакт включения и выключения, те для работы нужно подать на 3-ю ногу высокий уровень сигнала, но в arduino ноги Vin и ON/OFF соединены между собой и на ней будет около 5 вольт при нормальной работе. При желании наличие напряжение на ноге можно замерить между 2 и 3 ногой. Если напряжение на входах присутствует, а на выходе стабилизатора его нет, то данный стабилизатор подлежит замене.

Советы по продлению жизни Arduino.

Не стоит подключать сомнительные и не рабочие блоки питания (блок с прыгающим напряжении +-0,4 вольта сжег стабилизатор ), лучше выбирать стабилизированные блоки питания.
Не допускать замыкание контактов + и -.
Ну и хоть и предельное напряжение всегда высокое, но стоит учесть что чем выше разность входного напряжение и напряжения стабилизатора (+5 В) тем больше нагрев стабилизатора. А перегрев стабилизатора может вывести из строя другие элементы платы. Идеальное напряжение на входе будет 6,6-7,6 вольт. Можно использовать и 12 вольт и все будет работать, но если плата будет работать круглосуточно то я рекомендовал бы способ описанный ниже.

Для достижение этих показателей можно использовать стабилизатор между Arduino и источником питания, тем самым будет греться стабилизатор находящийся за пределами платы. В качестве токового стабилизатора я выбрал L7808CV, поскольку 6,6-7,6 вольт ничего не было пришлось брать на 8 вольт. Собрать можно хоть на макетке если не заворачиваться, схема следующая:

Всем спасибо за внимание, надеюсь статья оказалась полезной.

Распространённые способы убить плату Arduino

today 04/02/17
perm_identity Команда авторов магазина «Точка пайки»
label Полезные статьи
favorite 0 нравится
remove_red_eye 7549 просмотры

Дорогой читатель, после столь длительного перерыва, рады приветствовать тебя на страницах нашего блога. Наконец, мы начали восстанавливать контент, потерянный в процессе перехода от старого магазина, к новому магазину и бренду – «Точка Пайки». Сегодняшняя публикация посвящена очень важной проблеме – аппаратному убийству платы Arduino. Нам часто пишут о том, что всё работало нормально до некоторого момента, а потом плата либо просто перестала определяться компьютером, либо перестала прошиваться, либо нашла ещё какой-то способ отказаться работать и доставить печали своему владельцу. Прочитав не один десяток таких писем за время существования проекта, мы решили обратиться к нашему техническому консультанту, чтобы узнать, как повредить свою плату так, что она наверняка уже не оправится от этого и перестанет радовать тебя своими техническими возможностями.

Стоит отметить, что всё описанное в данной статье относится к любой версии Arduino, построенной без серьёзных модификаций основной схемы. Является ли это проблемой? С одной стороны – да, это может вызвать затруднения у тех, кто не прочитает нашу статью. С другой — попытки сделать плату менее уязвимой, привели бы к её усложнению и удорожанию стоимости и, разумеется, было бы не так просто собрать её аналог на макетной плате. К тому же, при переносе проектов с платы Arduino на самостоятельно сделанную плату, пришлось бы столкнуться с большим количеством проблем, которые ранее решала используемая плата Arduino.

Перейдём, непосредственно, к теме статьи: все возможности можно разделить на несколько больших групп:

Замыкание питания на землю
Перегрузки по току и напряжению
Неправильное подключение
Бонусная группа, о ней можно прочитать в конце статьи

Нам с детства известно, короткое замыкание — это плохо (или хорошо, иногда, в отношении отдельных соседей с любовью к работе перфоратором). На картинке ниже представлено, как выглядят последствия короткого замыкания:

В случае с Arduino, фейерверка, скорее всего, достичь не удастся (хотя, стоит заметить, небольшой взрыв позволял бы намного быстрее осознать, что что-то пошло не так).

Что происходит в момент короткого замыкания? При коротком замыкании сильно возрастает ток, что, согласно закону Джоуля-Ленца, приводит к сильному тепловыделению, а, следовательно, повреждению всего, где этот ток проходит.

Рассмотрим, как можно этого достичь.

Самое простое (и потому распространённое) – это замыкание через цифровые выходы платы.

Почему так происходит? Дело в том, что при работе чип ATmega оперирует теми линиями земли и питания, что ему даны, т.е. ни земля, ни 5V не берутся из ниоткуда, а при переключении цифровых входов/выходов просто подсоединяются к соответствующим входам.

Что можно сделать через GPIO:

Замыкаем любой из пинов на землю. Подаём на него высокий сигнал через digitalWrite. Получаем КЗ. Обратная схема (замыкание на 5V и подача низкого сигнала) тоже верна. Ток возрастает до максимального, что есть в источнике. Чувствуем запах желаемого результата, дёргаемся, выключаем, но плату уже не вернуть.
Замыкаем пины друг на друга, а потом на один подаём высокий сигнал, а на другой — низкий. Результат как и в пункте 1. Последовательность действий — такая же.

Менее распространённым методом является замыкание пина внешнего питания Vin на землю (в основном потому, что он редко используется новичками). Данный пин является входом для внешнего питания платы.

И да, никто не отменял простого замыкания Vcc на GND. Это наиболее частый способ убийства Arduino Nano и Pro Mini. Встречается он в тех случаях, когда желание сделать что-либо глушит внутреннюю оценку кривизны рук.

ВНМИАНИЕ! Ты можешь лишиться возможности использовать методы из данной группы, если проверишь код и схему до того, как подашь питание.

Перейдём к тем способам, которые мы можем использовать в случае, если работаем с внешним оборудованием (типа шаговых двигателей, светодиодов и т. п.). Возможность убить плату таким образом, как и в предыдущем пункте, даёт нам небрежное чтение инструкций по подключению.

Такие ситуации происходят потому, что микроконтроллеры проектируются на определённой компонентной базе и с определёнными стандартами. То есть то, что нельзя считывать сигнал 12 вольт — это не конструкторская недоработка, это понимание того, что есть дополнительные модули, которые позволят легко обойти это ограничение, не раздувая до неприличных размеров схему микроконтроллера.

Что мы можем тут сделать:

Приложить напряжение больше 5.5 вольт к любому из пинов GPIO (или 3.7В в версиях плат с напряжение 3.3В).
Подать больше 5В на пин питания Vcc (или больше 3.3В в версиях с этим напряжением). В данном случае это актуально для плат из серии Mini и Nano, так как у Mega, Uno, Leonardo — эти входы изолированы от шаловливых ручек пользователя.
Более 13 вольт на пин RESET.
Перегрузить выходные пины. Для этого надо просто подключить напрямую шаговый двигатель, либо побольше диодов без резисторов ко всем пинам. Контроллер будет пытаться выдать требуемый ток и, когда он в сумме превысит 200 мА, мы получим требуемый результат.
Отсутствие диода обратной цепи при работе с индуктивными компонентами. Подключение индуктивных компонентов может вызывать обратный ток, который повредит плату.

Как ты уже мог понять, чтение даташитов, в данном случае, позволяет открыть очень многие возможности для деструктивного поведения.

Эта группа способов актуальна для тех, кто собирает схему вживую, без использования готовой платы, со всеми её стабилизаторами.

Неправильная полярность. Самый простой из вариантов. К входу земля подключаем 5V, к входу Vin — землю. Контроллеру это смертельно не понравится.
Запитывание одновременно от Vcc и Vin. Это приведёт к тому, что ток потечёт в обратном направлении (если будет разность потенциалов), что… ну, думаю, ты уже понял.. В случае с Mega и Uno — это запитывание от USB и чего-либо ещё.
Запитывание от выходов 3.3V и 5V. Почему? Потому что это выходы. Нет. Правда. Это просто выходы, а не входы.
Сборка схемы под напряжением. Это чаще всего безопасно для сборщика, а ввиду того, что собирающему схему будет приятна экономия времени на постоянное включение/отключение, то у него есть все шансы неосознанно применить этот способ.
Подача питания на землю. Комментарии излишни, не так ли?

Последнему из способов, что мы хотим описать сегодня, было решено дать собственный раздел. Список, приведённый выше, в разных вариантах гуляет по многим сайтам. Нам же хотелось добавить что-то своё. Однако, ввиду недостатка времени и наличия «Сайги», способ, описанный тут, показался наиболее интересным.

Сперва немного о «Сайге».

Карабин «Сайга» является гражданским охотничьим оружием. Это самозарядный гладкоствольный карабин с укороченным стволом, складывающимся пластмассовым прикладом, цевье и ствольная накладка выполнены из пластмассы (высокопрочного полиамида), внешний вид приближен к автомату Калашникова.

Калибр	.410
Патроны	дробь, пули, «Магнум», с длиной гильзы 76 мм
Масса	3,4 кг
Размер магазина	10 патронов

Для покупки карабина потребуются разрешения, справки, анализы. Мы не будем приводить алгоритм, так как он легко находится в интернетах.

Плата Arduino – подойдёт любая, по которой ты сможешь попасть.

Дальнейший процесс словами описывать просто бесполезно, мы постараемся, как-нибудь в будущем, выбрать время и снять об этом видео

В итоге, можно дать следующие советы:

Читайте даташиты. В Arduino микроконтроллер практически голый, поэтому всё, что верно для него, верно и для самой платы: ATmega 328 (используется в Nano, Mini, UNO), ATmega 2560 (используется в Arduino Mega), ATmega32u4 (Micro и Leonardo). К остальному используемому оборудованию это тоже относится.
Внимательно читайте инструкции к схемам, которые вы собираете
Учитывайте кривизну рук, требуемую для достижения желаемого эффекта.
Убирайте свою «Сайгу» подальше (если она у вас есть).

Ну и в заключение, если ты хочешь попробовать применить описанные здесь способы на собственной плате Arduino или уже применил один из них и срочно ищешь замену — переходи в соответствующий раздел и покупай гарантированно рабочую плату по приятной цене!

Типовые проблемы с электроникой (1)

Техничка

Подпишитесь на автора

Не хочу

114

Вопросы вроде ‘дисплей загорается только при подключении по USB’ и ‘почему не греет стол’, пожалуй, так же часты, как и ‘помогите выбрать из двух зол’ и ‘почему не печатает’. Надо один раз это дело подробно описать, чтобы потом однострочно ссылаться.

Получили ответ от тех. поддержки китайской компании Huawei, одна из строк — ‘Китайское электричество до конца не изучено…’

На самом деле, нет. В нашем случае — изучено достаточно неплохо. В моем личном косячном хит-параде на пальме первенства сидит линейный стабилизатор AMS1117-5.0.

Сгоревший стабилизатор на Arduino

Проблема характерна для бюджетного и чрезвычайно распространенного варианта электроники — Arduino Mega + RAMPS. Причина — предельный режим работы цепи питания Arduino. Дело в том, что эта цепь рассчитана на то, чтобы ‘кормить’ сам чип ATmega 2560, мост USB UART и оставить немного запаса на простенькую периферию. Светодиодами помигать, например. А в ходе развития репрапостроения получилось неприятное. От Arduino питается вся низковольтная часть электроники принтера. В том числе дисплей, кардридер, и еще ‘по копеечке’ набегает — у кого-то светодиоды на концевых выключателей, у кого-то активный датчик автоуровня. А теперь, немного цифр. Основной источник питания принтера выдает 12 вольт. ATmega и ее прихлебатели — пятивольтовые.

Папа работает трансформатором. Получает 220, отдает 127, а на остальные гудит.

Аксакалы помнят, зачем 127. Но тут у нас другая ситуация. Линейный стабилизатор AMS1117-5.0 получает 12 вольт, выдает 5. А на семь вольт он не гудит, а греется. И при навешивании на него все большего количества потребителей, он, вроде, должен справляться — до превышения допустимого тока еще далеко. Только тут надо смотреть на рассеиваемую мощность. А она, когда требуется уронить 7В, очень серьезна. И да, и перегрев, и выход из строя. Кстати, нередко бедный стабилизатор быстро, решительно уничтожают, пытаясь решить другую проблему, описанную ниже. Когда увеличивают выходное напряжение блока питания. Логично, ведь при этом ему нужно ‘погудеть’ еще на большее напряжение, и он не справляется.

Симптомы выхода из строя стабилизатора очень просты. При включении питания дисплей принтера не подает признаков жизни. Что-то начинает рисовать только при подключении по USB. Почему так? Да потому что на Arduino Mega есть цепь, которая при наличии питания от USB переключается на него. Иначе мы бы ничего не смогли сделать с голой ‘ардуиной’, подключенной к компьютеру.

Что делать? Возможны варианты.

То, что обведено — это другая история. Сейчас важен приклеенный на двухсторонний скотч зеленый преобразователь.

Просто заменить AMS1117-5.0. Чтобы аккуратно удалить это дело с платы, понадобится либо термовоздушная паяльная станция, либо хорошие кусачки и мощный паяльник (откусываем ноги, прогреваем корпусной вывод, удаляем, ликвидируем остатки выводов). Неоднократно слышал о том, что простая замена стабилизатора помогает, объяснить это могу разве что тем, что китайцы ставят на свои ‘меги’ какую-то галимую отбраковку.
Заменить AMS1117-5.0 на дубовый LM7805 (КР142ЕН5А). Удалить AMS как в п.1, подпаять провода, а к ним — уже ‘кренку’, для большего спокойствия установленную на радиатор (обращаем внимание на то, что цоколевка (порядок выводов) у 7805 другой). Поскольку 7805 в более брутальном корпусе TO-220, она способна ‘погудеть’ на большее количество ватт по сравнению с 1117.
Использовать внешний пятивольтовый источник. Для этого на RAMPS удаляется диод D1 (через который идет основное питание с RAMPS на ‘мегу’;), и к любой ненужной паре контактов VCC-GND (скажем, колодка для серводвигателей) подцепляется 5В ‘откуда-то’. Это может быть зарядка для мобильника с USB-выходом. Или DC-DС преобразователь. В общем, на откуп фантазии пользователя.
Заменить Arduino Mega на аналог с модифицированной цепью питания. Такие встречаются, хоть и нечасто, и стоят не очень гуманно. Можно нагуглить как Taurino Power, например.
Выкинуть весь бутерброд Arduino+RAMPS и использовать ‘моноблочную’ плату, на которой пятивольтовое питание реализовано через стабилизатор 7805 или DC-DC преобразователь. Каноничный пример — MKS Gen (или ее оптимизированная и удешевленная версия, MKS Gen-L),

Импульсный понижающий (DC-DC Step-down) преобразователь.

Интегрированный преобразователь на MKS Gen.

Редкий клон Arduino Mega с нормальным питанием.

Светит, но не греет

— Отдам даром микроволновку крутится, но не греет, выглядит хорошо. Пишите в ЛС.
— Т.е. курица не разогреется, но накатается вдоволь?

Теперь — ко второй вечной проблеме бюджетного репрапа. Называется ‘не греется стол’. Как правило, возникает при желании попечатать ABS, то есть, прогреть стол хотя бы до 90 градусов. И начинается веселье. Распространенный вариант — когда температура набирается невменяемо долго (100 градусов — более 15 минут). Диагностировать нужно с помощью мультиметра (тестера, ‘цешки’, кому как).

Измеряем напряжение на клеммах блока питания. При выключенном нагреве стола и при включенном. Если есть заметная разница в единицы вольт (скажем, 12В и 10В), выкидывайте этот блок в помойку (или отложите, вдруг пригодится для менее привередливых потребителей).
Измеряем напряжение непосредственно на столе. Если, опять же, есть серьезная разница, выкидываем. На этот раз — провода. ‘Правило большого пальца’ (Rule of thumb) — провода на стол должны иметь сечение 2.5 квадратных миллиметра. И да, если у вас стол коммутируется через основную плату (RAMPS, например), провода от БП до нее должны быть соответствующими.
Если на БП и на столе напряжение одинаковое (ну, с разницей до 0.5В), и при этом нагрев идет еле-еле, выкидываем. Теперь — стол. Если у вас более-менее вменяемый мультиметр, попробуйте померять сопротивление стола. Отключенного от платы. Точнее, сначала закоротите щупы, запомните циферки. А потом уже сопротивление стола. Реальное значение — второе измерение минус первое. Для 12-вольтового стола норма — порядка 1.2 Ом. Если там порядка 2 Ом (повторяюсь, нужно быть уверенным в качестве мультиметра), то это печаль и брак. Раскочегарить такой стол можно, но для этого придется поднимать напряжение блока питания (если на нем есть сответствующая ‘крутилка’;). Увеличение напряжения до 13.5-15В обычно помогает, но если у вас типовой бутерброд Arduino+RAMPS, это прямой путь к уничтожению стабилизатора, о чем написано выше.
А еще бывает идиотизм. Например, плохо припаянные провода. Или плохо зажатые концы в клеммах. Или плохо пропаянные клеммы. Тут все просто, где плохо — там греется и горит. В буквальном смыслее. Отдельного смачного пинка заслуживают изобретатели новомодных столов с разъемами (шесть штырьков, два средних — термистор, слева два плюса, справа — минусы). Уже не раз видел картину: плюс и минус заведены в разъеме на один штырек (не на пару), разъем оплавлен. Потому что ну ни разу один пин не рассчитан на 10 ампер. Решение — выкидывать. Пины со стола, подпаивать туда нормальный провод. Если у вас принтер с Y- столом (‘прюша’, дрыгостол), то нужно будет озаботиться фиксацией провода, чтобы он не переламывался в месте, близком к точке пайки.

Еще один трехногий

Мосфет — это тип транзистора. Транзистор — это такая деталь с тремя ногами, если за одну дернуть, то он начинает через две оставшиеся пропускать ток. Совсем на пальцах. Но поскольку он не идеален, то току через эти две ноги создается определенное сопротивление. Измеряется оно единицами и десятками миллиом. И при относительно большом сопротивлении мосфет, коммутирующий стол, гудит. Ну, то есть, греется. Вплоть до самоотпаивания от платы. Тут опять большой привет разработчикам RAMPS, они туда поставили далеко не лучший вариант, хоть и дешевый. Радостные китайцы под копирку шпарят. А потом начинается колхоз с выносом мосфета на проводах, присобачиванием к нему радиаторов. Варианты тут тоже есть…

Вот эта зараза.

Заменить мосфет сразу. Например, на IRL2203. Да, просто выкинуть (который раз это слово уже употребляется?) STP55NF06L и заменить.
Использовать для коммутации стола твердотельное реле постоянного тока (тип DD). Выбирайте ‘низковольтное’, с напряжением коммутации до 60В. Те, которые коммутируют большее напряжение, могут быть основаны на мосфете с относительно высоким сопротивлением, в итоге, греться будут как кипятильник.
Использовать для коммутации стола электромагнитное автомобильное реле. Не забыть его снабдить диодом во встречном включении (катод к плюсу обмотки, анод к минусу). Щелкает, да и контакты могут подгорать.
Заменить хлам на плату с нормальными мосфетами.
Использовать силиконовую 220-вольтовую грелку. Все хорошо и красиво, твердотельные реле переменного тока (DA) холодные и эффективные, но в полный рост встает вопрос электробезопасности. Убиться можно немного.

Я не представляю, в каком состоянии был гуманоид, придумавший ЭТО.

Винтовой хлам

Даже хорошие провода, плохо зажатые в плохие винтовые клеммы — это беда. Там получается ‘узкое место’, разогрев и оплавление с пиротехническими эффектами. Провода надо либо плотно скручивать и облуживать, либо упаковывать в наконечники НШВИ, обжатые обжимкой, а не плоскогубцами. Или же выпаивать клеммы и подпаивать провода напрямую, но это чревато отрывом дорожек при неудачных телодвижениях. Опять же, можно вынести силовую часть на твердотельное реле, там винтовые зажимы куда более сообразные.

В следующий раз — продолжу. Например, про оторванные провода от шаговых двигателей.

Подпишитесь на автора

Не хочу

114

Arduino Nano: описание, характеристики и функции

Содержание:

Семейство Arduino – это особый тип программного обеспечения, из которого можно строить электронное оборудование практически любой сложности. Самым базовым элементом является модель UNO, но кроме нее есть и другие. Вторая по популярность разновидность – это arduino nano. Она имеет стоимость почти в два раза дешевле предыдущий, около 3 долларов, в зависимости от места где приобретается эта деталь. Nano также построена на Atmega328 и по этому параметры она имеет много схожих характеристик с Uno.

В данном материале будут разобраны все особенности и отличия этих моделей друг от друга, где она может использоваться, будут приведены схемы и алгоритмы ее программирования. В статье подробно рассказано об устройстве и его сферах применения, добавлена пара полезных видеороликов по теме, а также вниманию читателю предложен интересный материал для скачивания.

Описание обеспечения

Arduino Nano может получать питание через подключение Mini-B USB, или от нерегулируемого 6 – 20 В (вывод 30), или регулируемого 5 В (вывод 27), внешнего источника питания. Автоматически выбирается источник с самым высоким напряжением.

Микросхема FTDI FT232RL получает питание, только если сама платформа запитана от USB. Таким образом при работе от внешнего источника (не USB), будет отсутствовать напряжение 3.3 В, генерируемое микросхемой FTDI, при этом светодиоды RX и TX мигают только при наличие сигнала высокого уровня на выводах 0 и 1.

Интересно почитать: Как сделать микрофон из телефона своими руками.

На Arduino Nano доступны следующие контакты для доступа к питанию:

Vin : Напряжение от внешнего источника питания (не связано с 5 В от USB или другим стабилизированным напряжением). Через этот вывод можно как подавать внешнее питание, так и потреблять ток, если к устройству подключён внешний адаптер.
5V : На вывод поступает напряжение 5 В от стабилизатора платы. Данный стабилизатор обеспечивает питание микроконтроллера ATmega328. Запитывать устройство через вывод 5V не рекомендуется — в этом случае не используется стабилизатор напряжения, что может привести к выходу платы из строя.
3.3V : 3,3 В от стабилизатора микросхемы FT232RL. Максимальный ток вывода — 50 мА.
GND : земля.
IOREF : Вывод предоставляет платам расширения информацию о рабочем напряжении микроконтроллера. В зависимости от напряжения, плата расширения может переключиться на соответствующий источник питания либо задействовать преобразователи уровней, что позволит ей работать как с 5 В, так и с 3,3 В устройствами.

Распиновка и схема платы arduino nano.

Память

Микроконтроллер ATmega328 имеет 32 КБ флеш-памяти для хранения кода программы, 2 КБ используется для хранения загрузчика. ATmega328 имеет 2 КБ ОЗУ и 1 КБ EEPROM.

Ввод / вывод

Каждый из 14 цифровых выводов Nano, используя функции pinMode(), digitalWrite(), и digitalRead(), может настраиваться как вход или выход. Выводы работают при напряжении 5 В. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор (стандартно отключен) 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА. Некоторые выводы имеют особые функции:

Последовательная шина: 0 (RX) и 1 (TX) – Выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных TTL. Данные выводы подключены к соответствующим выводам микросхемы последовательной шины FTDI USB-to-TTL.
Внешнее прерывание: 2 и 3 – Данные выводы могут быть сконфигурированы на вызов прерывания либо на младшем значении, либо на переднем или заднем фронте, или при изменении значения. Подробная информация находится в описании функции attachInterrupt().
ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10, и 11 – Любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит при помощи функции analogWrite().
SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) – Посредством данных выводов осуществляется связь SPI, которая, хотя и поддерживается аппаратной частью, не включена в язык Arduino.
LED: 13 – Встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Если значение на выводе имеет высокий потенциал, то светодиод горит.
На платформе Nano установлены 8 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до 5 В относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством функции analogReference().
I2C: 4 (SDA) и 5 (SCL) – Посредством выводов осуществляется связь I2C (TWI).
AREF – Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с функцией analogReference().
Reset – Низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino.

Материал в тему: Самодельная антенна Харченко: инструкция и советы.

Версия nano v 3.0

Эта версия снабжена микроконтроллером ATmega328. В отличии от своего младшего собрата, он имеет вдвое большие объемы энергонезависимой и flash памяти. И может похвастаться тактовой частотой в 16 МГц.

Характеристики

Микроконтроллер: ATmega328
Предельное напряжение питания: 5-20 В
Рекомендуемое напряжение питания: 7-12 В
Цифровых вводов/выводов: 14
ШИМ: 6 цифровых пинов могут быть использованы как выводы ШИМ
Аналоговые выводы: 8
Максимальная сила тока: 40 mAh с одного вывода и 500 mAh со всех выводов.
Flash память: 32 кб
SRAM: 2 кб
EEPROM: 1 кб
Тактовая частота: 16 МГц

Сравнительная таблица большинства выпущенных на сегодняшний день плат Arduino.

Подключение питания

Этот микроконтроллер можно питать через порт mini-USB от компьютера, паувербанка или от адаптера, подключенного в розетку.Так же пин +5V является не только выводом, но и вводом. Можно подавать ток на него и все это будет работать только при условии, что напряжение подаваемого тока строго равно пяти вольтам.

Лагутин Виталий Сергеевич

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Задать вопрос

Еще можно подавать постоянный ток с напряжением от 6 до 20 вольт на пин VIN. Это предельные значения! При подачи напряжения 20 вольт на плате будет сильно греться стабилизатор напряжения. Рекомендуемое напряжение для питания через пин VIN — от 7 до 12 вольт.

Распиновка Nano v 3.0

Как уже было написано выше, плата имеет 14 цифровых пинов. На плате они помечены с ведущей буквой «D» (digital или цифровой). Они могут быть как входом так и выходом. Рабочее напряжение этих пинов составляет 5 В. Каждый из них имеет подтягивающий резистор и поданное на один из этих пинов напряжения ниже 5 вольт все равно будет считаться как 5 вольт (логическая единица).

Описание и принцип работы соленоидов.

Формула расчёта сопротивления конденсатора.

Что такое счетчик Гейгера и как сделать его своими руками.

Аналоговые пины на плате помечены ведущей «A». Эти пины являются входами и не имеют подтягивающих резисторов. Они измеряют поступающее на них напряжение и возвращают значение от 0 до 1024 при использовании функции analogRead(). Эти пины измеряют напряжение с точностью до 0,005 В.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Если внимательно посмотреть на плату то можно увидеть значок тильды (~) рядом с некоторыми цифровыми пинами. Этот значок означает, что данный пин может быть использован как выход ШИМ. На некоторых платах ардуино этого значка нет так как производители не всегда находят место для этого символа на плате. У Arduino nano есть 6 выводов ШИМ, это пины D3, D5, D6, D9, D10 и D11. Для использования ШИМ у Arduino есть специальная функция analogWrite().

Схема распиновки arduino nano.

Другие пины

rx0 и tx1 используются для передачи данных по последовательному интерфейсу.
Выводы D10 (SS), D11 (MOSI), D12 (MISO), D13 (SCK) рассчитаны для связи по интерфейсу SPI.
Так же на выводе D13 имеется встроенный в плату светодиод.
А4 (SDA) и А5 (SCL) могут использоваться для связи с другими устройствами по шине I2C. Подробнее про этот интерфейс вы можете почитать на википедии. В среде разработке Arduino IDE есть встроенная библиотека «wire.h» для более легкой работы с I2C.

Физические характеристики

Arduino Nano имеет следующие размеры: длина 42 мм и ширина 19 мм. Однако разъем USB немного выпирает за пределы печатной платы. Arduino Nano весит всего около 12 грамм. Плата имеет 4 отверстия для возможности ее закрепления на поверхности. Расстояние между выводами равняется 2,54 мм.

Программирование и связь с ПК

Процесс подключения платы Arduino Nano к персональному компьютеру обычно не вызывает затруднений – он полностью аналогичен работе с платой Arduino Uno, за исключением некоторых моментов, о которых будет сказано ниже.

Если работа с платой происходит впервые, скорее всего, потребуется скачать и установить драйвер для микросхемы Ch440. Эта микросхема представляет собой USB-to-Serial преобразователь, который обеспечивает общение Arduino Nano с компьютером через USB-кабель. Подобные микросхемы установлены в большинстве модификаций и реплик плат Arduino Nano.

Следующий момент, на котором необходимо заострить внимание – это тип установленного микроконтроллера. Как говорилось выше, их может быть два: ATmega168 и ATmega328. Перед программированием, необходимо выбрать в среде Arduino IDE именно тот, с которым будет вестись работа.

Если всё сделано правильно, то при соединении Arduino Nano с компьютером во вкладке меню Инструменты-Порт, должен появиться номер виртуального COM-порта, привязанный к текущей плате. С этого момента можно загружать скетч в микроконтроллер путём нажатия всего одной кнопки, в виде смотрящей направо стрелки.

[stextbox id=’info’]Для продвинутых пользователей предусмотрена возможность внутрисхемного программирования «напрямую» через разъём ICSP. В таком случае не обойтись без стороннего программатора, например USB-ASP, STK500 или AVRISP. [/stextbox]

Система питания

Чтобы Arduino Nano начала функционировать, её необходимо запитать одним из двух возможных способов, а именно:

через USB-кабель при подключении к компьютеру или другому источнику питания 5V.
при помощи внешнего стабилизированного источника питания, напряжение которого должно лежать в диапазоне 6-20V (рекомендуется 7-12V). Данное напряжение подаётся непосредственно на вход VIN платы Arduino Nano.

Примечание. Если одновременно подключить два источника питания, то плата выберет тот, потенциал которого будет выше. Независимо от способа подключения, вывод GND платы Arduino Nano является общим минусом.

Что касается портов ввода-вывода, то следует помнить, что они работают с напряжениями 0-5V. Любое превышение, несмотря на встроенные ограничительные диоды, может вывести микроконтроллер из строя. То же самое касается и нагрузочной способности порта. Максимальный ток, который может выдать один вывод, равен 40мА, а суммарный ток всех выводов не должен превышать значение 200мА.

Также плату Arduino Nano можно использовать для питания мелкой периферии. Для этого на ней предусмотрены выводы 5V и 3.3V. Первое напряжение формируется встроенным линейным стабилизатором LM1117IMPX-5.0, а второе берётся с четвёртого вывода микросхемы-конвертора Ch440G (у платы Arduino Uno для этого предусмотрен свой отдельный стабилизатор). Следовательно, использовать напряжение 3.3V можно только в случае питания через разъём USB.

Интересно узнать: Что такое фоторезистор.

Подключение к компьютеру

Arduino Uno и Nano подключаются к компьютеру по USB. При этом нет аппаратной поддержки USB порта, здесь применено схемное решение преобразования уровней, обычно называемое USB-to-Serial или USB-UART (rs-232). При этом в микроконтроллер прошит специальный Arduino загрузчик, который позволяет прошиваться по этим шинам.

В Arduino Uno реализована эта вязь на микроконтроллере с поддержкой USB – ATmega16U2 (AT16U2). Получается такая ситуация, что дополнительный микроконтроллер на плате нужен для прошивки основного микроконтроллера.

[stextbox id=’info’]В Arduino Nano это реализовано микросхемой FT232R, или её аналогом Ch440. Это не микроконтроллер — это преобразователь уровней, этот факт облегчает сборку Arduino Nano с нуля своими руками.[/stextbox]

Обычно драйвера устанавливаются автоматически при подключении платы Arduino. Однако, когда я купил китайскую копию Arduino Nano, устройство было опознано, но оно не работало, на преобразователе была наклеена круглая наклейка с данными о дате выпуска, не знаю нарочно ли это было сделано, но отклеив её я увидел маркировку Ch440.

До этого я не сталкивался с таким и думал, что все USB-UART преобразователи собраны на FT232, пришлось скачать драйвера, их очень легко найти по запросу «Arduino ch440 драйвера». Через этот же USB порт может и питаться микроконтроллер, т.е. если вы подключите его к адаптеру от мобильного телефона – ваша система будет работать.

Полезный материал: Что может рассказать маркировка об SMD транзисторах.

Что делать если на плате нет USB

Плата Arduino Pro Mini имеет меньшие габариты. Это достигли тем что убрали USB разъём для прошивки и тот самый USB-UART преобразователь. Поэтому его нужно докупить отдельно. Простейший преобразователь на Ch440 (самый дешевый), CPL2102 и FT232R, продаётся стоит от 1 доллара.

Лагутин Виталий Сергеевич

Задать вопрос

При покупке обратите внимание на какое напряжение рассчитан этот переходник. Pro mini бывает в версиях 3.3 и 5 В, на преобразователях часто расположен джампер для переключения напряжения питания.

При прошивке Pro Mini, непосредственно перед её началом необходимо нажимать на RESET, однако в преобразователях с DTR это делать не нужно, схема подключения на рисунке ниже. Стыкуются они специальными клеммами «Мама-Мама» (female-female). Собственно, все соединения можно сделать с помощью таких клемм (Dupont), они бывают как с двух сторон с гнездами, так и со штекерами, так и с одной стороны гнездо, а с другой штекер.

Как писать программы

Для работы со скетчами (название прошивки на языке ардуинщиков), есть специальная интегрированная среда для разработки Arduino IDE, скачать бесплатно её можно с официального сайта или с любого тематического ресурса, с установкой проблем обычно не возникает.

Так выглядит интерфейс программы. Писать программы можно на специально разработанном для ардуино упрощенном языке C AVR, по сути это набор библиотек, который называют Wiring, а также на чистом C AVR. Использование которого облегчает код и ускоряет его работу.

В верхней части окна присутствует привычное меню, где можно открыть файл, настройки, выбрать плату, с которой вы работаете (Uno, Nano и много-много других) а также открыть проекты с готовыми примерами кода. Ниже расположен набор кнопок для работы с прошивкой. В нижней части окна – область для вывода информации о проекте, о состоянии кода, прошивки и наличии ошибок.

Что можно сделать на arduino nano?

Большинство проектов могут быть созданы с контроллерами Arduino Uno R3, Nano или Mega. Показатели с Arduino Nano будут передаваться на базу, в роли которой выступает Arduino Mega или Uno.

Какой программатор выбрать для arduino nano?

Существует универсальный AVR-программатор на Arduino.

Заключение

Лагутин Виталий Сергеевич

Задать вопрос

Уникальность Ардуино состоит в том, что теперь даже неопытный радиолюбитель сможет создавать различные сложные цифровые устройства, не особо при этом вдаваясь в теорию. Раньше, например, для этого были нужны программаторы, глубокие знания цифровой электроники, программирования. Ардуино создавалось, чтобы практически любой пользователь смог создать свое интересное и полезное устройство.

В качестве дополнения по данной теме в прилагаемой статье приведены подробная информация «Что такое Аrduino». А также в нашей группе ВК публикуются интересные материалы, с которыми вы можете познакомиться первыми. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу. В завершение хочу выразить благодарность источникам, откуда почерпнут материал для подготовки статьи:

www.ampermarket.kz

www.all-arduino.ru

www.3d-diy.ru

www.electrik.info

www.developer.alexanderklimov.ru

ArduinoОбзор платы arduino uno для Arduino

ArduinoЧто такое ide arduino: характеристики и применение на практике

Источник питания

— Питание моего Arduino Nano от источника постоянного тока 24 В

Вопрос задан 4 года, 10 месяцев назад

Изменено 3 года, 11 месяцев назад

Просмотрено 7к раз

\$\начало группы\$

Это будет моя первая попытка запитать Arduino от внешнего источника, а не от USB-порта.

Мне нужно будет подключить Arduino Nano (Rev 3.0) к внешнему источнику питания постоянного тока 24 В (от свинцово-кислотной батареи 24 В, 36 Ач), поэтому мне было интересно, что я могу сделать.

У меня есть три возможных решения:

Подключите источник питания 24 В к понижающему преобразователю постоянного тока 24 В в 12 В и подайте напряжение 12 В на контакт Vin на Arduino Nano для питания моего Arduino Nano.
Подключите источник питания 24 В к понижающему преобразователю постоянного тока 24 В в 12 В, подайте напряжение 12 В на регулятор напряжения (LM7805) и подайте напряжение 5 В на контакт 5 В на Arduino Nano для питания моего Arduino Nano.
Подключите источник питания 24 В к регулятору напряжения (LM7805) напрямую и подайте выходное напряжение 5 В на контакт 5 В на Arduino Nano для питания моего Arduino Nano.

Теоретически все три решения работают? Будут ли все они успешно питать Arduino Nano? Какой из них лучше?

РЕДАКТИРОВАТЬ

Я получу питание 24 В постоянного тока от свинцово-кислотной батареи 24 В, 36 Ач и буду использовать свой Arduino Nano для питания двигателя постоянного тока через L293D и кнопки. Я не уверен, какой выходной ток мне понадобится, но я думаю, что это будет немного. Повлияет ли на мой выбор свинцово-кислотный аккумулятор 24 В, 36 Ач?

arduino
блок питания
регулятор напряжения

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Наиболее эффективным решением было бы использование преобразователя 24V->5V DC->DC.

Добавление 7805 в любой момент просто приведет к трате энергии — 7805 (или любой другой линейный регулятор) просто действует как резистор. Ток, потребляемый от источника 24 вольта, будет равен току, требуемому Arduino (плюс немного для работы регулятора).

При использовании преобразователя постоянного тока потребляемая мощность (не ток) от источника 24 В будет равна мощности, необходимой для Arduino (плюс немного для работы преобразователя постоянного тока и неэффективности).

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

*7805 имеет довольно плохую эффективность

—12->5 будет очень жарко

—24-> 5 даже не думай…

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Ваш первый выбор — лучший IMO. Штырек 5 В на Arduino nano предназначен для использования в качестве слаботочного локального источника питания для проектов, поэтому не рекомендуется подавать питание на плату через контакт 5 В. Это возможно, если у вас есть регулируемое питание, которое не будет превышать 5,5 В. Видеть: https://www.rugged-circuits.com/10-ways-to-destroy-an-arduino/

И https://forum.arduino.cc/index.php?topic=271158.0

Используйте преобразователь 24 В в 12 В и примените его к Vin на Arduino. Arduino имеет встроенный регулятор мощности, который обеспечивает локальное бортовое напряжение 5 В. Т.е. вторая выбранная вами часть 2 уже реализована на плате нано.

Таким образом, для вашего проекта будут доступны источники 24 В, 12 В, 5 В и 3 на 3. 5 В и 3 на 3 через сам Arduino, но они ограничены по току. Например, полный ток для arduino nano составляет макс. 500 мА. Не могу вспомнить, какой максимальный ток через контакты 5v или 3v3.

Преобразователь 2956 на 12 В даст вам до 3 А. Напряжение 24 В обеспечит все, что может обеспечить ваш аккумулятор. Хорошо спроектированная схема 2956 стабилизирует входное напряжение 12 В для Arduino, если ваш проект внезапно получит большой параллельный ток от источника питания 24 В, что приведет к падению напряжения из-за внутреннего сопротивления батареи. Точно так же, если вы использовали выход 12 В от 2956 для параллельного питания Arduino и проекта.

Vin составляет от 7 В до 12 В. Таким образом, источник питания 5 В не будет работать на Vin.

Вы также можете подать 5 В через разъем USB. Но мне нравится использовать это для последовательной связи с ПК. Не любите питать проекты через USB-порт компьютера, так как это может вызвать скачки напряжения на ПК, особенно если во время разработки произойдет непредвиденный сбой (могут произойти случайные короткие замыкания!). Если вы одновременно питаете через USB и Vin, я полагаю, что встроенный регулятор выбирает источник с самым высоким напряжением. Таким образом, 12 В выиграют, а ток не будет потребляться через ПК.

\$\конечная группа\$

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Power Arduino Nano и насос 12 В с преобразователем постоянного тока в постоянный

Есть ли риск или требуется дополнительная изоляция для подключения водяного насоса и электроники к одному и тому же источнику питания 12 В?

Это должно быть нормально, но убедитесь, что вы сделали две вещи.

Убедитесь, что заземление всех частей, подключенных к одному и тому же источнику питания, электрически подключено.
Если в вашем водяном насосе еще нет встроенного, вам понадобится диод с обратным смещением на нем, иначе он перегорит подключенную электронику при отключении.

Преобразователь 12В->5В имеет внутреннюю линейную регулировку. Это нужно? Могу ли я заменить его другим преобразователем без этой функции? (у меня тоже есть GAPTEC 3S7A 1205S1 )

Мало того, что не нужен линейный регулятор, вам вообще не нужен DC-DC преобразователь, да и использовать его не получится. Arduino Nano имеет на плате собственный линейный регулятор LDO. Вы подаете на него напряжение от 7 В до 12 В для его питания, и он будет подавать 5 В на свой выходной контакт. Это означает, что вы подключаете источник питания 12 В напрямую к нему и отключаете DC-DC. Если бы вы использовали DC-DC, напряжение было бы слишком низким для питания nano 9.0005

Преобразователь 12В->5В не имеет «Защиты от короткого замыкания». Мне нужно добавить это? Любые намеки на то, где я могу начать изучать это?

Поскольку вы будете использовать регулятор мощности Nano, это не проблема, так как вам больше не нужно покупать регулятор. С учетом сказанного, если вы хотите защитить от определенных сбоев, таких как перенапряжение или короткое замыкание, вы всегда можете добавить это, но система будет нормально работать и без этого, если вы убедитесь, что не произошло короткое замыкание.

Примечание. Согласно комментарию Криса к этому ответу, следует отметить два момента:

Хотя nano имеет собственный регулятор мощности, технически возможно подать на него 5 В на линии 5 В, чтобы эффективно обойти этот регулятор и это должно быть безопасно. Хотя, в конечном счете, это, вероятно, не нужно здесь.
Убедитесь, что ваш Arduino способен управлять вашим реле. Твердотельное реле в большинстве случаев отлично подходит для прямого питания Arduino, однако, если это механическое реле, вам нужно убедиться, что вы можете сделать это безопасно (некоторые реле вы можете, а другие нет, проверьте техническое описание).

Обновление : Учитывая новую информацию в вопросе о релейном модуле, который, по вашему мнению, представляет собой вариант 5 В с простой схемой управления на основе транзистора, потребляющей 71 мА.

Для справки: плата Arduino, питаемая от USB, может безопасно отдавать 500 мА в целом, выходные контакты 20 мА непрерывно и 40 мА макс. Ваша конфигурация DC-DC обрабатывает только 200 мА, поэтому, вероятно, выдвигаете линию. Однако, если вы подключите линию 12 В для питания Arduino напрямую, как я предложил, вы также приблизитесь к максимальной мощности 400 мА, LDO на Arduino может выдерживать максимальную мощность 1500 мА, но вы должны учитывать рассеиваемую мощность и тепловые потери, которые будут вашим реальным пределом. приближая вас к 400 мА. Чтобы увидеть, как это рассчитывается, вы сначала учитываете падение напряжения на регуляторе, здесь оно составляет 7 В (12-5), и умножаете его на общий ток, который, как я сказал, составляет 0,4 А, так что это 7 * 0,4 или 2,8 Вт. Теперь взгляните на техническое описание LDO, используемого в Arduino с номером детали NCP1117, и найдите раздел рассеивания тепла, вам нужно выбрать параметр теплового сопротивления, в основном, насколько хорош радиатор.

Вот LDO на старом Arduino Nano для справки, обратите внимание на контактную площадку минимального размера:

Однако более новые модели nano рассчитаны на большую мощность, так как контактная площадка была расширена для подключения ко всей плоскости заземления и использует большое сквозное отверстие для расширения радиатора на другую сторону:

Поскольку более новый Arduino nano имеет этот дополнительный теплоотвод, он сможет проводить ток, а более старый Arduino Nano — нет. Это будет не так эффективно, как оребренный радиатор, но должно быть достаточно для использования вне помещений, в лучшем случае среднего уровня. {\circ} C\$. 9{\circ}}{W}}\$

\$P_D = 8,3 Вт\$

Как вы можете видеть, значение 2,8 Вт/400 мА, рассчитанное нами ранее, значительно ниже максимальной допустимой мощности nano. Это дает нам много места для ошибок, поскольку у nano не самый лучший радиатор, но, по крайней мере, он есть, в отличие от старых nano.

Я пытался найти надежный источник, который мог бы использовать для подтверждения этих цифр, но ни один из них не выглядел профессиональным, фактически не цитировал источник и не выполнял расчеты. Но в любом случае есть хотя бы один источник, который подтверждает приведенные мной цифры, но они не указывают конкретную модель нано, поэтому я больше верю в свои собственные цифры, чем в этот источник. В любом случае цифры совпадают с моими.

http://robotics.lib-ieronimoub.gr/?p=715

Вот ваши варианты.

Отключите DC-DC и запитайте Arduino напрямую от вашего источника питания 12 В, если вы сделаете это, вы сможете запитать свой релейный модуль от линии 5 В Arduino и триггерного сигнала от выходного контакта Arduino.
То же, что и 1, но с питанием от USB
Получите преобразователь постоянного тока с более высокой номинальной мощностью
Замените модуль реле на что-то, что требует меньше энергии. Это может быть цифровое реле или полевой транзистор.
Замените свой релейный модуль другим аналогичным модулем, который может работать от 12 В и принимать цифровой сигнал 5 В, затем подключите релейный модуль непосредственно к источнику питания 12 В

Как подключить Arduino? Выводы Vin, 5В и 3,3В.

Контакты Vin, 5V, 3.3V и GND являются контактами питания Arduino.

Вы можете использовать контакт Vin для питания вашего Arduino от нерегулируемого источника питания от 7 до 12 вольт. Например, батарея на 9 В или сетевой адаптер с напряжением от 7 до 12 вольт.

Кроме того, вы можете запитать Arduino через контакт 5 В с помощью внешнего регулируемого источника питания 5 В. Это может быть сетевой адаптер, выдающий постоянные 5В или DC-DC преобразователь. который подключен к аккумулятору или комплекту аккумуляторов.

Вы можете использовать как контакт 5 В, так и контакт 3,3 В для подачи питания на модули, подключенные к Arduino. Но вы не можете использовать контакт 3,3 В для питания Arduino Uno/Nano.

Существует четыре различных способа питания Arduino:

Питание Arduino через гнездо Barrel.
Питание Arduino через контакт Vin.
Питание вашего Arduino через контакт 5V.
Питание Arduino через USB-кабель.

Плата Arduino имеет два выхода питания:

Контакт 5 В в качестве выхода питания.
Контакт 3,3 В в качестве выхода питания.

Эта статья относится как к Arduino Uno, так и к Nano. У Nano нет бочкового домкрата. Но во всем остальном он идентичен Uno.

Модули

, используемые в этой статье.

Раскрытие информации: имейте в виду, что некоторые ссылки в этом посте являются партнерскими. ссылки, и если вы перейдете по ним, чтобы совершить покупку, я получу комиссию. Имейте в виду, что я связываю эти компании и их продукты из-за их качества, а не из-за комиссии, которую я получаю от ваших покупок. Решение за вами, и решать, покупать что-то или нет, полностью зависит от вас.

Питание вашего Arduino через гнездо Barrel.

Вы можете подключить источник питания от 7 до 12 вольт к гнезду барреля вашего Arduino.

Например, батарея 9В. Наконечник бочкообразного домкрата должен быть подключен к положительному выводу источника питания, а втулка блока питания должна быть подключена к минусовому выводу блока питания

Питание вашего Arduino через контакт Vin.

Подключите положительный выход вашего источника питания от 7 до 12 вольт к выводу Vin вашего Arduino, и минус к контакту GND.

Вывод Vin идет на вход встроенного стабилизатора 5В. Источник питания, который вы подключаете к контакту Vin, должен иметь напряжение от 7 до 12 вольт, чтобы регулятор работал надежно. Он преобразует нерегулируемое входное напряжение в стабильные 5 В, которые используются Arduino.

Штырь Arduino Vin и цилиндрический разъем одинаковы. Штифт Vin напрямую соединен с наконечником цилиндрического домкрата. Гильза подключена к GND. Это означает, что если вы подаете питание на Arduino через бочкообразный разъем, тогда вы можете использовать контакт Vin как прямой нерегулируемый выход батареи.

Питание вашего Arduino через контакт 5V.

Если у вас есть внешний регулируемый источник питания с выходным напряжением 5 вольт, затем вы можете подключить его напрямую к контакту 5V платы Arduino. Входное напряжение на выводе 5V не должно превышать 5,5 Вольт!

Если вы хотите использовать менее четырех батареек АА, затем вы можете использовать повышающий преобразователь, чтобы получить стабильное напряжение 5 В. Три батарейки АА, соединенные последовательно, дадут вам 1,5 * 3 = 4,5 В при полной зарядке. и чуть более 3В, когда почти пустой. Если электромагнитный шум не является для вас проблемой, тогда вы можете купить эти дешевые преобразователи постоянного тока на eBay или на AliExpress.

Я сделал видеоурок о работе вашего Arduino на одной батарейке AA:

Если напряжение вашего источника питания выше 5 В, тогда вы можете использовать линейный стабилизатор напряжения или понижающий преобразователь.

Понижающие преобразователи более эффективны, чем линейные стабилизаторы. Они преобразуют входную мощность в другой уровень напряжения. Линейные преобразователи «сжигают» избыточное напряжение и поэтому плохо сочетаются с батареями. Они тратят энергию, превращая ее в тепло. Преимущество линейного регулятора заключается в том, что он менее электромагнитно шумит. Если эти электрические помехи не имеют значения в вашей цепи, тогда вы можете купить дешевые понижающие преобразователи DC-DC на eBay.

Регулятор 5V на плате Arduino также является линейным регулятором.

Когда вы включаете Arduino через контакт 5V, то контакт Vin не используется. Вы не можете питать свои датчики и модули от вывода Vin.

Питание Arduino через USB-кабель.

Если вы подключите USB-кабель к Arduino, затем подает регулируемые 5 вольт прямо на плату, и регулятор 5V не используется.

Как и при питании Arduino напрямую от контакта 5V, PIN-код Vin останется неиспользованным. : Вы не можете питать свои датчики и модули от вывода Vin.

5V Pin в качестве выхода питания.

Вы можете использовать контакт 5V для питания датчиков и модулей, подключенных к Arduino. Вы должны проверить, поддерживает ли подключаемый модуль питание 5 В. Некоторые устройства рассчитаны только на 3,3 В!

Контакт 5V ограничен током 500 мА, если вы питаете Arduino с помощью USB-кабеля. Встроенный регулятор напряжения рассчитан на 800 мА, но из-за проблем с рассеиванием мощности, вы не должны превышать 400-500 мА.

Если вам нужно больше энергии для ваших модулей, тогда вам следует использовать внешний источник питания.

Контакт 3,3 В в качестве выхода питания.

Вы можете использовать контакт 3,3 В для питания датчиков и модулей, которым требуется питание 3,3 В.

Он может подавать от 100 до 150 мА тока. Регулятор 3,3 В подключен к выходу регулятора 5 В. Потребление тока от регулятора 3,3 В будет рассеивать тепло как в регуляторе 3,3 В, так и в регуляторе 5 В. Это означает, что если вы подключаете устройство 3,3 В к выводу 3,3 В, то оно также ограничивает максимальный ток, который вы можете использовать для модулей 5 В, подключенных к контакту 5 В.

Как питать Arduino Nano от батареи? Ответ здесь!

Поскольку регулятор напряжения обеспечивает контролируемое и стабильное напряжение для микропроцессора, вы можете питать Arduino Nano 3 способами:

Кабель Mini USB : Кабель USB является наиболее распространенным и, следовательно, самым простым способом питания. плата Ардуино Нано. Базовый порт USB подает на плату 5 В и 3,3 В и позволяет потреблять 100 мА;
Контакт VIN и аккумулятор : Если потребляемый ток превышает 100 мА, Arduino Nano должен получать питание от контакта VIN. Напряжение должно быть в пределах от 5 до 20 вольт. В результате вы можете использовать внешнюю 9-вольтовую батарею для питания платы Nano;
Контакт 5 В : Вы также можете подключить 5 В непосредственно к 5 В (контакт 27). Это могут быть 3 батарейки АА (или ААА), что составляет 1,7 В x 3 = 5,1 Вольт

Поскольку батареи выдают стабильное чистое напряжение, все должно быть в порядке. Имейте в виду, что вы можете использовать литиевые АА вместо щелочных, потому что литиевые будут поддерживать свое номинальное напряжение до самого конца, тогда как щелочные начнут падать напряжение в ту минуту, когда вы включите их в работу.

Я использую литий-ионные аккумуляторы Energizer для своих проектов, и вы можете купить их где угодно. Имейте в виду, что если вы используете аккумулятор с большим напряжением, вы должны использовать Vin, и это напряжение снижается до 5 В, поэтому в этой цепи есть некоторые потери. Контакт 5V обходит это, так что это компромисс между размером и весом батареи, но, по крайней мере, у вас есть эти варианты.

Содержание

Можно ли запитать Arduino Nano 12 В?

Да, так как Vin (контакт 30) поддерживает 5–20 вольт постоянного тока, вы можете подключить источник 12 вольт или аккумулятор непосредственно к этому контакту.

Как подключить Arduino Nano к источнику питания 5 В

Если у вас есть 5-вольтовый источник, такой как батарея или 3 батарейки ААА, вы можете подключить их напрямую к 5 В (контакт 27).

Потребляемая мощность Arduino Nano

На энергопотребление Arduino Nano явно влияет электрооборудование, к которому оно подключено, и роль, которую оно выполняет. Однако в большинстве случаев, когда вас беспокоит энергопотребление, вам может понадобиться узнать, как уменьшить энергопотребление Arduino Nano.

Эталонное энергопотребление Arduino Nano для источника питания 9 В = 22,05 мА, что меньше эталонного энергопотребления Arduino Mega (73,19 мА) и Arduino Uno (73,19 мА) (98,43 мА).

Уменьшите тактовую частоту с 16–8 МГц до 18,5 мА, чтобы снизить энергопотребление. Потребляемая мощность также снижается до 3,41 мА, так как напряжение питания уменьшается с 9 В до 3,3 В.

Еще один способ сэкономить электроэнергию — использовать ее меньше. Потребляемый ток снижается до 4,83 мА при использовании источника питания 9 В, а минимальное энергопотребление для Nano составляет 3,42 мА при использовании источника питания 3,3 В и настройке низкого энергопотребления.

Имейте в виду, что если у вас есть какие-либо светодиоды на плате, которые продолжают гореть, они потребляют энергию, поэтому отключите их в программном обеспечении или удалите их с помощью паяльника.

См. похожие обзоры:

Лучшие стартовые наборы Arduino
Лучшие платы Arduino
Лучшие книги по Arduino
Лучшие щиты Arduino
Лучшие модули Bluetooth для Arduino

Как выбрать аккумулятор для питания платы Arduino Nano?

Для переносных проектов некоторые из нас хотят, чтобы Arduino питался от батареи. Из-за своего небольшого размера Arduino Nano также используется для компактных экспериментов. Для маломощных и небольших предприятий это маленький и мощный.

Существует множество способов питания устройства Arduino, но выбор правильной батареи решит любой проект. Чтобы приспособить батарею к конкретной миссии, необходимо несколько компромиссов. Выбор между первичной и вторичной батареями является одним из первых решений, которые необходимо сделать.

Первичные батареи существуют уже более века и являются наиболее популярным типом батарей. Они не перезаряжаемые, стандартного размера и надежны практически в любой ситуации. Он поставляется в стандартных размерах от AAA до D Cell и обеспечивает постоянное напряжение 1,5 вольта для питания компьютера. А 9Батарея V, состоящая из крошечных отдельных 1,5-вольтовых батарей, часто называется основной батареей. Первичные батареи идеально подходят для портативных устройств, которым не требуется много энергии и которые не используются в отдаленных районах.

Вторичные батареи, с другой стороны, бывают разных форм и размеров. Они перезаряжаемы, надежны и обычно стоят дороже, чем любая основная батарея. Любые батареи требуют специального оборудования для обращения и зарядки, в зависимости от типа батареи. Они могут сгореть или даже лопнуть при неправильном использовании.

Номинал батареи может дать вам представление о том, как долго может работать схема. Например, если ваша схема постоянно потребляет 35 миллиампер, батарея емкостью 3400 мАч может работать около 4 дней.

1) Первичные элементы

Угольно-цинковые, щелочные батарейки, батарейки типа «таблетка», 9-вольтовые батарейки являются примерами неперезаряжаемых первичных батарей, которые можно использовать для питания платы Arduino. При выборе источника питания у каждого есть свой набор характеристик, о которых нужно помнить.

Углеродные цинковые батареи

Углеродные цинковые батареи используются уже более века. Каждая ячейка может обеспечить 1,5 вольта питания. Они недороги, предназначены для легких нагрузок и имеют длительный срок службы. Углеродно-цинковые батареи имеют длительный срок службы, но они не подлежат перезарядке и не предназначены для использования при очень низких температурах.

Никогда не используйте этот метод для других первичных ячеек. При штабелировании углеродно-цинковых батарей для повышения напряжения все элементы должны быть одного типа. Углеродно-цинковые аккумуляторы двойного типа А (АА) имеют емкость 400-900 мАч. В последние годы они были заменены щелочными батареями.

Щелочные батареи

По сравнению с углеродно-цинковыми батареями щелочные батареи имеют более высокую энергоемкость (сколько энергии может удерживать батарея) и более длительный срок хранения. Рейтинг варьируется в зависимости от добавленной нагрузки: от 3000 мАч при низком уровне тока до 700 мАч при высокой нагрузке.

Выходное напряжение щелочной батареи снижается, когда батарея используется, поэтому ее использование определяется характеристиками нагрузки. Он может комфортно работать с небольшими нагрузками, но большие нагрузки (1 А) ограничивают срок службы батареи. Щелочные батареи с двойным обозначением А (АА) выдают до 700 мА тока без перегрева. Щелочные батареи — безопасный вариант для не слишком требовательных устройств. Это также поможет вам расширить возможности, переключившись с ячейки AA на ячейку C или даже на ячейку D.

9-вольтовые батареи

Знаменитая 9-вольтовая батарея может быть классифицирована как литиевая или щелочная. Эта неперезаряжаемая батарея состоит из меньших элементов, упакованных вместе для получения 9-вольтового источника. Срок службы 9-вольтовой литиевой батареи емкостью 500 мАч и током 25 мА составляет чуть более 24 часов. Для производства 1А потребуется менее 8 часов. Щелочные батареи имеют гораздо меньшую емкость.

Аккумуляторы 9 В проходят через линейное управление при подключении к Arduino, снижая напряжение до соответствующей величины. Стандарт 9Батарея V будет разряжена только из-за этого. Было бы безопаснее, если бы три батарейки АА были подключены напрямую к питанию 5 В Arduino, минуя регулятор. Однако это не исключает возможности модификации и программирования Arduino для работы от 9-вольтовой батареи.

Батарейки типа «таблетка»

Батарейка типа «таблетка» представляет собой неперезаряжаемую батарею на основе лития. Это маломощный элемент с возможностью штабелирования для повышения напряжения. Он обычно используется в крошечных пультах дистанционного управления и брелоках, но его необычная форма требует использования специального держателя. В результате его использование ограничено очень узкими схемами Arduino.

2) Аккумуляторы

Аккумуляторы доступны во многих размерах и типах и могут перезаряжаться. Литий-полимерные, литий-ионные, никель-металлогидридные и герметичные свинцово-кислотные батареи являются наиболее популярными вторичными батареями, используемыми для повышения и питания систем на основе Arduino.

Литий-ионные и литий-полимерные батареи

Эти вторичные батареи очень распространены, но имеют некоторые отличительные особенности. Посмотрите сравнительную таблицу литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов:

	Литий-полимерный	Литий-ионный
Плотность мощности	Меньше	Еще
Стоимость	Высшее	Нижний
Упаковка	Чехол гибкий	Цилиндрическая коробка
Безопасность	Безопаснее	Нестабильно, возможна утечка
Перезаряжаемый или нет?	Да	Да
Старение	Встроенная схема регулирует мощность для предотвращения воздействия	Может вызвать проблемы со старением
Диапазон напряжения	3,7 В	3,7 В

Большинство пользователей выбирают литий-ионные батареи для питания своих плат Arduino Nano, потому что они дешевы, распространены и легки.

Никель-металлогидридные (NIMH) батареи

Щелочные батареи выводятся из употребления в пользу NiMH батарей. Они обеспечивают 1,25 вольта на элемент и перезаряжаются, но имеют проблемы с саморазрядом. Он также имеет более длительное время зарядки и тяжелее литий-ионных аккумуляторов. Однако они не представляют такого риска, как литий-ионные батареи, что, безусловно, может вас успокоить.

Батареи NiMH считаются многоразовыми батареями AAA, AA, C и D, которые работают при напряжении 1,2 В. У них всего 1,2 В на элемент, а у литий-ионных и полимерных аккумуляторов — 3,7 В.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Свинцово-кислотные аккумуляторы обычно используются в определенных установках, требующих большой мощности. Часто они расположены в отдаленных районах. Помимо того, что они невероятно громоздки, они часто требуют более мощной схемы зарядки.

Блок питания своими руками

Блок питания своими руками сделать просто. Блок питания справа, состоящий из двух литий-ионных аккумуляторов 18850, выдает либо 3,3 В, либо 5 В. Устройство имеет встроенный аккумулятор, который можно заряжать с помощью USB-порта на компьютере.

Как питать Arduino Nano от литий-ионной батареи?

Вам потребуются такие вещи: плата защиты, литий-ионный аккумулятор, держатель для этого аккумулятора. Подготовьте эти вещи, чтобы выполнить следующие действия:

1) Вставьте аккумулятор в соответствующий держатель. Часто выбирайте держатель батареи в зависимости от типа батарей, которые вы будете использовать. Например, вы можете использовать держатель батареи 18650, если вы выбрали литий-ионную батарею 18650;

2) Соедините клеммы выбранного держателя батареи вместе с платой надежной защиты. Соедините клеммы держателя с положительной (B+) и отрицательной (B-) клеммами на защитной рамке (припаяйте их должным образом). После этого прикрепите защитную плату аккумулятора к обычному адаптеру micro USB вашего телефона. После полной зарядки он загорится зеленым светом;

3) Начать зарядку аккумулятора через зарядное устройство для телефона micro-USB. Вы будете заряжать аккумулятор на этой плате с помощью стандартного телефонного адаптера с разъемом micro USB. Когда батарея полностью заряжена, плата загорится зеленым светодиодом;

4) Используйте USB платы Arduino Nano для подключения аккумулятора. После зарядки отсоедините микро-USB и подключите USB-порт Arduino Nano к гнезду USB, расположенному на защитной плате. Теперь Nano готов к использованию;

Где использовать такую плату Arduino с батареей 9V? Эта схема послужит банком питания для вашего смартфона. Вы также можете использовать его для зарядки или питания различных USB-гаджетов. В результате можно сделать вывод, что данная схема универсальна, компактна и эффективна.

На что следует обратить внимание:

Напряжение зарядки литиевых аккумуляторов может быть меньше или равно напряжению аккумулятора. Заряжайте элемент не более чем в два раза от номинального напряжения. Этого можно избежать с помощью встроенной схемы;
Знайте текущие характеристики устройства и никогда не разряжайте аккумулятор больше, чем он может выдержать. Схема, встроенная в литий-ионный аккумулятор, также контролирует это. Запрещается производить зарядку при температуре выше 122F;
Для зарядки литий-полимерных и литий-ионных аккумуляторов необходимо использовать зарядное устройство, специально предназначенное для них. Зарядное не превышает 4,2 вольта. Предоставляя кнопку «Выход», чтобы подавать питание на нагрузку при зарядке аккумулятора, большинство литий-ионных зарядных устройств позволяют вам использовать систему во время ее зарядки;
По-прежнему следите за значением «C» батареи (C = номинальная мощность в ампер-часах/1 час). Аккумулятор емкостью 1300 мАч будет питаться от 1300 мА в течение 1 часа. Зарядка при 0,5С займет 2 часа. Производители указывают рекомендуемое время зарядки своих аккумуляторов;

Видео по теме: Способы питания плат Arduino

Как питать Arduino от батареи 12 В? [Обновлено в 2022 г.

]

Последнее обновление: 18 июля 2022 г., Эллис Гибсон (бакалавр машиностроения)

Arduino uno может питаться от 12-вольтовой батареи. Вам нужно будет подключить положительный вывод батареи к контакту Vin Arduino, а отрицательный вывод батареи к одному из контактов GND Arduino.

Итак, как запитать ардуино от батареи 12В?

Чтобы подключить аккумулятор 12 В к Arduino Uno, вам потребуется использовать регулятор напряжения, чтобы снизить напряжение до уровня, безопасного для Arduino. Затем вы можете подключить регулируемое напряжение к выводу питания Arduino.

Давайте покопаемся в этом и посмотрим, сможем ли мы найти решение.

# Содержание

Пошаговый процесс: Как питать Arduino от батареи 12 В?

Здесь я объясню вам шаг за шагом, как запитать Arduino от 12-вольтовой батареи? давайте посмотрим, как запитать Arduino от батареи 12 В.

Шаг-01:

Прежде всего, вам потребуется плата Arduino и аккумулятор на 12 В.

Шаг 02:

Теперь подключите 12-вольтовую батарею к плате Arduino с помощью разъема питания.

Шаг-03:

Затем подключите положительный вывод батареи к положительному выводу платы Arduino, а отрицательный вывод аккумулятора к отрицательному выводу платы Arduino.

Шаг-04:

Теперь ваш Arduino питается от батареи 12 В и готов к использованию.

Если вы хотите посмотреть видео на YouTube, в котором показано, как питать Arduino от батареи 12 В? Я включил видео ниже:

Могу ли я использовать батарею 12 В для питания Arduino?

Arduino может питаться от батареи 12 В. Рекомендуемое напряжение 7-12В. Тем не менее, использование 9-вольтовой батареи также допустимо. Если напряжение меньше 7 В, контакт 5 В может не обеспечивать достаточную мощность, и плата может работать нестабильно. Если напряжение больше 12В, регулятор напряжения может перегреться и повредить плату.

Дополнительно, если вы хотите питать Arduino от батареи, важно знать, что напряжение батареи должно находиться в определенном диапазоне. Если напряжение слишком низкое, Arduino может работать неправильно. Если напряжение слишком высокое, Arduino может быть поврежден. Рекомендуемый диапазон напряжения для использования составляет от 7 до 12 вольт.

Как долго батарея 12 В может работать на Arduino?

Как долго батарея 12 В может работать в Arduino?

Это отличный вопрос, на который нет однозначного ответа. Короткий ответ заключается в том, что это зависит от нескольких факторов, включая тип платы Arduino, режим работы и мощность батареи.

Обычно плата Arduino потребляет около 50-60 мА тока при нормальной работе. Это означает, что типичная батарея на 12 В сможет питать Arduino в течение примерно 8-10 часов. Тем не менее, есть несколько вещей, о которых следует помнить.

Во-первых, режим работы Arduino может иметь большое влияние на энергопотребление. Например, если плата находится в спящем режиме, она будет потреблять значительно меньше тока, чем в режиме полной мощности. Итак, если вы хотите максимально продлить срок службы батареи, важно выбрать правильный режим работы для вашего приложения.

Во-вторых, тип батареи также может иметь значение. Свинцово-кислотная батарея обеспечивает большую мощность, чем щелочная батарея того же размера, но она также будет весить больше и иметь более короткий срок службы. Так что, если вас беспокоит вес, вы можете использовать щелочную батарею.

Наконец, важно учитывать мощность батареи. Слабая батарея не сможет обеспечить столько энергии, сколько сильная, и она не сможет питать Arduino так долго. Итак, если вы планируете использовать Arduino в течение длительного периода времени, важно выбрать аккумулятор, который может обеспечить достаточную мощность.

Таким образом, нет однозначного ответа на вопрос, как долго 12-вольтовая батарея может работать с Arduino. Все зависит от упомянутых выше факторов. Однако в целом вы можете ожидать, что 12-вольтовая батарея будет питать Arduino примерно 8-10 часов.

Кроме того, Uno представляет собой небольшое ручное устройство, потребляющее ток 54,4 мА. Это означает, что он будет работать около 77 часов или три дня на двух батареях 18650.

Как подать питание 12 вольт с помощью Arduino?

Плата Arduino может питаться от внешнего источника питания, например, от батареи 9 В, подключенной к разъему питания платы Arduino. Если вы хотите питать Arduino от 12 В, вам следует использовать понижающий регулятор на 5 В, такой как этот, и подключить выход 5 В к контакту 5 В на Arduino.

Наиболее энергоэффективным способом переключения света с помощью Arduino является использование N-MOSFET логического уровня, как показано на схеме ниже (замените свет на «M», двигатель.

При использовании MOSFET в качестве переключатель, важно помнить, что МОП-транзистор является электронным переключателем, и поэтому он имеет конечное сопротивление. Это сопротивление вызывает небольшое падение напряжения на МОП-транзисторе при его включении. Падение напряжения обычно составляет около 0,7 V для полевого МОП-транзистора с малым сигналом.Это падение напряжения приведет к тому, что Arduino увидит немного более низкое напряжение, чем фактическое напряжение, подаваемое на вывод питания Arduino.0005

Чтобы учесть это падение напряжения, вам нужно будет подать немного более высокое напряжение на контакт питания Arduino. Например, если вы используете источник питания на 12 В, вам нужно будет подать 12,7 В на контакт питания Arduino.

Также важно отметить, что МОП-транзистор проводит ток только в одном направлении. Это означает, что вам нужно будет подключить положительный вывод источника питания к стоку MOSFET, а отрицательный вывод источника питания к истоку MOSFET. Подключение источника питания в обратном направлении не повредит МОП-транзистор, но МОП-транзистор не будет проводить ток, и свет не загорится.

Кроме того, с Arduino лучше использовать понижающий стабилизатор на 5 В, а не питать его от 12 В. Это будет более энергоэффективным в долгосрочной перспективе. Вы можете использовать N-MOSFET с логическим уровнем для включения и выключения света, как показано на схеме ниже.

Могу ли я запитать Arduino от автомобильного аккумулятора?

Вы можете питать Arduino от автомобильного аккумулятора, но это не рекомендуется. Arduino имеет встроенный регулятор, поэтому он может выдерживать умеренные нагрузки (до 500 мА). Если вам нужно потреблять больше тока, вы должны использовать импульсный стабилизатор.

Кроме того, Arduino — это компьютер, который люди могут использовать для управления такими вещами, как освещение и двигатели, с помощью кода. Вы можете подключить к нему автомобильный аккумулятор для его питания, и он имеет встроенный регулятор, чтобы он не перегревался.

Как питать Arduino от батареи?

Если вы хотите питать свой Arduino от батареи, вам необходимо принять во внимание несколько вещей. Во-первых, вам нужно выбрать правильный тип батареи. Во-вторых, вам нужно убедиться, что ваша батарея заряжена. И в-третьих, вам нужно знать, как правильно подключить аккумулятор к Arduino.

Тип батареи, которая вам понадобится, зависит от проекта, над которым вы работаете. Например, если вы работаете над проектом, который требует большой мощности, вам понадобится батарея, которая может обеспечить эту мощность. С другой стороны, если вы работаете над проектом, который не требует большой мощности, вы можете обойтись меньшим аккумулятором.

Когда дело доходит до зарядки аккумулятора, вам нужно убедиться, что вы делаете это правильно. Если вы неправильно зарядите аккумулятор, это может повредить Arduino. Чтобы зарядить аккумулятор, вам необходимо подключить его к источнику питания, например к сетевой розетке или компьютеру. После подключения вам нужно будет дождаться зарядки аккумулятора.

Как только ваша батарея заряжена, вы можете подключить ее к Arduino. Для этого вам нужно подключить положительный вывод вашей батареи к положительному выводу вашего Arduino, а отрицательный вывод вашей батареи к отрицательному выводу вашего Arduino. Сделав это, вы можете включить Arduino и начать работу над своим проектом.

Как лучше всего питать Arduino Nano от батареи?

Arduino Nano может получать питание через USB-разъем Mini-B, нерегулируемый внешний источник питания 6–20 В (контакт 30) или регулируемый внешний источник питания 7–12 В (контакт 27). Источник питания выбирается автоматически.

При использовании внешнего источника питания необходимо следить за тем, чтобы напряжение питания не превышало напряжения, которое может выдержать Arduino. Arduino Nano может быть поврежден, если напряжение слишком высокое.

Если вы используете регулируемый источник питания, вы можете подключить его к Arduino Nano через контакт Vin. Если вы используете нерегулируемый источник питания, вы можете подключить его к Arduino Nano через контакт VIN или разъем питания 6-20 В.

Вы также можете запитать Arduino Nano через контакты 5 В и 3,3 В. Штырь 5 В может подавать ток 500 мА, а контакт 3,3 В может подавать ток 50 мА.

Если вы хотите питать Arduino Nano от батареи, вы можете использовать батарею на 6 В. Вы можете подключить положительный вывод батареи к выводу Vin, а отрицательный вывод батареи к выводу GND.

Вы также можете использовать 9-вольтовую батарею для питания Arduino Nano. Вы можете подключить положительный вывод аккумулятора к контакту VIN, а отрицательный вывод аккумулятора к контакту GND.

Если вы хотите питать Arduino Nano от литий-полимерной (LiPo) батареи, вы можете использовать батарею на 3,7 В. Вы можете подключить положительный вывод батареи к выводу Vin, а отрицательный вывод батареи к выводу GND.

Какое входное напряжение и ток для блока питания Arduino 5V?

Источник питания Arduino 5V получен от источника питания USB. Источник питания USB обеспечивает 5 В при 500 мА. Плата Arduino может питаться напрямую от источника питания USB или от внешнего источника питания. Внешним источником питания может быть либо адаптер переменного тока в постоянный (настенная бородавка), либо батарея. Адаптер можно подключить, вставив штекер 2,1 мм с центральным положительным контактом в разъем питания на плате. Рекомендуемый диапазон входных напряжений 7-12В. При использовании батареи рекомендуется подключать батарею непосредственно к разъему питания на плате.

Какое напряжение должно быть у внешнего источника питания Arduino?

Это распространенный вопрос, который задают новички в Arduino. Ответ, к сожалению, не так прост, как мог бы быть.

Платы Arduino Uno и Mega 2560 имеют разъем для подключения внешнего источника питания. Напряжение питания может быть любым от 7 до 12 вольт. Напряжение должно регулироваться, а это означает, что если вы используете батарею на 9 В, вы также должны использовать регулятор на 9 В.

Arduino Leonardo и Micro используют разъем micro USB. Напряжение питания может быть любым от 7 до 12 вольт. Напряжение должно регулироваться, а это означает, что если вы используете 9V батареи, вы также должны использовать регулятор 9V.

В Arduino Due используется адаптер с цилиндрическим разъемом. Напряжение питания может быть любым от 7 до 12 вольт. Напряжение может быть как регулируемым, так и нерегулируемым.

Итак, чтобы ответить на вопрос, напряжение внешнего источника питания Arduino должно регулироваться в диапазоне от 7 до 12 вольт.

Как подключить Arduino к батарее 12 В?

Предполагая, что вы спрашиваете, как подключить Arduino, чтобы он мог питаться от 12-вольтовой батареи, ответ относительно прост. Во-первых, вам нужно подключить положительный (красный) провод от батареи к контакту Vin Arduino. Затем подключите отрицательный (черный) провод от батареи к одному из контактов GND Arduino. Вот и все! Теперь ваш Arduino должен иметь возможность работать от батареи.

Можно ли запитать Arduino напряжением 5 В?

Если вы новичок в Arduino, вам может быть интересно, сможете ли вы запитать его от 5 В. Ответ: да, можно! На самом деле Arduino Uno работает от внутреннего источника питания 5 В. Тем не менее, есть несколько вещей, которые следует учитывать при использовании источника питания 5 В.

Во-первых, Arduino Uno имеет максимальное номинальное напряжение 5В. Это означает, что вы никогда не должны подавать на Arduino напряжение более 5 В, так как это может привести к повреждению платы.

Во-вторых, Arduino Uno может обеспечивать только ограниченное количество тока. Максимальный ток, который может обеспечить Arduino, составляет 500 мА. Это означает, что если вы используете источник питания 5 В, вам необходимо убедиться, что он может обеспечивать ток не менее 500 мА.

Наконец, важно отметить, что источник питания 5 В Arduino Uno не регулируется. Это означает, что напряжение может незначительно колебаться, что может повлиять на производительность платы. Если вы используете источник питания 5 В, вам необходимо убедиться, что он регулируется.

В целом, да, вы можете питать Arduino Uno от источника питания 5 В. Просто помните о максимальном напряжении и токе платы и убедитесь, что ваш источник питания регулируется.

Как подключить Arduino к машине?

Если вы механик-любитель, который только начинает работать с Arduino, вам может быть интересно, как подключить Arduino к машине. Хотя есть много разных способов сделать это, мы покажем вам один из самых простых способов с использованием обычного автомобильного аксессуара: прикуривателя.

Во-первых, вам нужно собрать кое-какие припасы. В дополнение к плате Arduino и адаптеру прикуривателя вам понадобится несколько перемычек. Все это можно найти в местном магазине электроники или заказать через Интернет.

Когда у вас есть запасные части, первое, что вам нужно сделать, это подключить заземляющий провод от Arduino к клемме заземления на адаптере. Затем подключите провод питания от Arduino к клемме питания на адаптере.

Теперь вам нужно подключить провод данных от Arduino к терминалу данных на адаптере. Терминал данных обычно помечен буквой «D» или «I/O».

Наконец, подключите штекер прикуривателя к адаптеру и вставьте его в гнездо прикуривателя автомобиля. Теперь вы сможете питать Arduino от автомобильного аккумулятора!

Следует иметь в виду, что Arduino сможет потреблять только ограниченное количество энергии от гнезда прикуривателя. Если вы планируете использовать Arduino для проектов, требующих большой мощности, вам может понадобиться другой источник питания.

Какое напряжение у автомобильного аккумулятора?

Автомобильный аккумулятор — это свинцово-кислотный аккумулятор, питающий автомобиль электричеством. Он также известен как автомобильный аккумулятор или аккумулятор SLI (запуск, освещение и зажигание). Автомобильный аккумулятор состоит из нескольких элементов, соединенных последовательно и параллельно для получения желаемого напряжения и тока.

Какое напряжение у Arduino?

Arduino — это электронная платформа с открытым исходным кодом, основанная на простом в использовании аппаратном и программном обеспечении. Он предназначен для тех, кто делает интерактивные проекты.

Напряжение — это мера разности потенциальной электрической энергии между двумя точками на единицу заряда. Напряжение между двумя точками равно работе, совершаемой единицей заряда против электрического поля для перемещения заряда между двумя точками. В системе СИ напряжение измеряется в вольтах и обозначается буквой В.

Заключительное слово

Теперь, когда вы знаете, как подключить 12-вольтовую батарею к Arduino Uno, вы можете использовать ее для питания любого из Ваши электронные проекты. Просто убедитесь, что вы используете правильный регулятор напряжения, чтобы защитить Arduino от повреждений.

Если вы ищете более постоянное решение, вы также можете рассмотреть возможность использования солнечной панели на 12 В для питания вашего Arduino. С этой настройкой вам никогда не придется беспокоиться о разрядке батарей.

Часто задаваемые вопросы

Как лучше всего подключить разъем батареи Arduino 9V?

Нам часто задают этот вопрос, поэтому мы решили написать в блоге ответ на него!

Лучший способ подключения разъема батареи Arduino 9V — использовать разъем с двумя или более контактами. Это позволит вам подключить аккумулятор к Arduino, не припаивая его непосредственно к плате.

При выборе разъема для аккумулятора необходимо учитывать несколько моментов. Во-первых, убедитесь, что выбранный вами разъем может выдерживать ток, который будет обеспечивать ваша батарея. Во-вторых, убедитесь, что разъем совместим с напряжением вашей батареи.

Большинство разъемов батареи Arduino 9V имеют два или более контакта. Количество контактов будет зависеть от производителя, но у всех их будет минимум два. Первый контакт является положительным (или анодом), а второй контакт является отрицательным (или катодом).

Чтобы подключить батарею к Arduino, просто соедините положительный контакт батареи с положительным контактом Arduino, а отрицательный контакт батареи с отрицательным контактом Arduino.

Вот и все! Используя разъем с двумя или более контактами, вы можете легко подключить батарею Arduino 9V, не припаивая ее непосредственно к плате.

Где я могу приобрести аккумулятор для моего проекта Arduino?

Аккумулятор для вашего проекта Arduino можно подобрать в любом магазине электроники. Вам нужно убедиться, что батарея совместима с напряжением вашего проекта Arduino.

Можно ли использовать Arduino Nano 12V со стандартными батареями 9V?

Короткий ответ: да, Arduino Nano можно использовать со стандартными 9-вольтовыми батареями. Однако важно отметить, что напряжение батареи будет снижено до 5 В, необходимых для Arduino Nano. Это связано с тем, что Arduino Nano имеет встроенный регулятор напряжения, который позволяет подавать на плату только 5 В. Итак, если вы используете батарею на 9 В, вам нужно будет использовать регулятор напряжения, чтобы снизить напряжение до 5 В.

Как лучше всего хранить батарею Arduino?

Этот вопрос задают многие, когда работают над проектом, для которого требуется батарея Arduino. Есть несколько разных способов хранения батареи Arduino, но лучше всего использовать чехол для батареи. Чехол для батареи защитит вашу батарею Arduino от повреждений и сохранит ее в порядке.

Связанный пост:

Как питать светодиод от батарейки типа АА?
Как запитать фары от автомобильного аккумулятора?
Как включить Arduino Nano от батареи?
Как вставить батарейки в фонарик Дорси?
Как считывать показания амперметра зарядного устройства?

Различные способы питания платы Arduino

Мы используем платы Arduino во многих наших проектах. Большую часть времени мы будем питать его через порт USB. Но это не единственный способ питания Arduino от . В этой статье мы узнаем о четыре различных способа питания платы Arduino UNO . При выполнении любых проектов знание этих методов будет полезно в тех случаях, когда требуется гибкость в отношении источника питания.

1. Arduino с питанием от USB
USB-порт Arduino Uno можно подключить к USB-устройству или порту, который может обеспечить стабильный выход 5 В, например к компьютеру, блоку питания, зарядному устройству USB и т. д. С помощью USB-порта кабель, вы можете устранить необходимость во внешнем источнике питания, а при отладке, если общее потребление тока вашей схемы меньше, чем может обеспечить USB-порт компьютера. Мало того, вы можете использовать его с любым стандартным блоком питания, что делает ваш проект полностью портативным. Порт USB 2.0 может обеспечить ток до 500 мА, и этого более чем достаточно для Arduino UNO.
В зависимости от платы Arduino тип разъема USB может различаться. Например, Arduino UNO имеет разъем USB типа B, а Arduino nano имеет разъемы UCB mini-B. Вот типы разъемов USB для всех плат Arduino.
USB-разъем
Платы Ардуино
USB тип B
Ардуино УНО, Мега, Уно Wi-Fi
Мини-USB B
Ардуино Нано
Микро-USB
Arduino Leonardo, Mico, Nano Every, Nano BLE, Mkr Zero, Due, MKR Vidor 400, Arduino Zero, Nano IoT, MKR FOX 1200, MKR WAN 1300/1310, MKR GSM 1400, MKR Wifi 1010, MKR NB 1500, Nano RP2040 Подключить
USB тип С
Ардуино Портента H7
Вот типичные номиналы для USB-входа.
Спецификация
Значение
Напряжение
5В
Текущий
500 мА (типичный номинал порта USB)
2. Использование разъема питания Arduino. Arduino Uno принимает напряжение 7-12 В через этот порт, а встроенный регулятор напряжения регулирует его до требуемых 5 и 3,3 В. Центральный контакт положительный, а внешняя втулка заземлена. Для питания платы Arduino можно использовать любой адаптер переменного/постоянного тока на 12 В с соответствующим выходным напряжением и соответствующим разъемом. Это более удобно при развертывании вашего проекта, где он не контролируется постоянно.
Вы также можете использовать 9-вольтовую батарею для питания Arduino Uno с помощью защелкивающегося разъема с DC Barrel Jack. Это позволит нам использовать Arduino в качестве портативного устройства. Это действительно полезно, когда нет сетевого напряжения. А поскольку 9-вольтовые батареи дешевы и легкодоступны, этот вариант поможет реализовать проекты, предназначенные для работы в отдаленных районах.
Вот типичные номиналы для входа постоянного тока.
Спецификация
Значение
Напряжение
7-12 (рекомендуется)
Текущий
800 мА
3. Использование контакта Vin на Arduino
Вы можете запитать Arduino через контакт Vin . Вывод Vin поддерживает входное напряжение от 7 до 12 В. Он напрямую подключен к положительной шине цилиндрического разъема постоянного тока. Так же, как и в разъеме для бочек, Vin pin также использует все встроенные меры безопасности.
Вот типичные номиналы для ввода VIN.
Спецификация
Значение
Напряжение
7-12 (рекомендуется)
Текущий
800 мА
4. Непосредственное питание Arduino от контакта 5 В
Да, вы можете напрямую питать Arduino от источника 5 В. Но имейте в виду, что 5В должно быть стабильным и регулируемым. Контакт 5V обходит все меры безопасности на плате, включая предохранитель, защиту от обратной полярности, выбор входной мощности и регуляторы напряжения. Таким образом, если входное напряжение превышает 5 В (максимум 5,5 В) или перепутана полярность, плата может быть повреждена. Рекомендуется быть очень осторожным при использовании этого метода. Контакт 5V расположен между контактами 3. 3V и GND.
Спецификация
Значение
Напряжение
5В
Текущий
Не ограничено
Безопасно ли одновременно питать Arduino от 12 В и USB-кабеля?
Вам может быть интересно, что произойдет, если мы одновременно подключим источник питания USB к порту USB и источник питания 12 В к разъему постоянного тока на Arduino. Это безопасно? Да, это так. Плата Arduino Uno имеет продуманный дизайн для выбора входной мощности. Вот схема силовой части Arduino Uno. Если вы посмотрите на это, вы можете найти схему выбора мощности, которая сформирована вокруг схемы компаратора на базе операционного усилителя LM358. Когда питание присутствует в разъеме постоянного тока, схема компаратора отключит P-канальный MOSFET, который отключит питание USB от платы. Когда нет другого доступного источника питания, Mosfet будет включен, и плата будет питаться от USB.
Как питать платы Arduino от батареи?
Если вы не хотите, чтобы ваш проект зависел от питания от сети, вы можете просто подключить аккумулятор непосредственно к гнезду цилиндра постоянного тока или контакту Vin, если оно находится в пределах входного напряжения и может обеспечить достаточно Текущий. Например, вы можете напрямую подключить батарею 9V 6F22 к Arduino через цилиндрический разъем с помощью разъема 2,1 мм или напрямую к контакту Vin с помощью соединительных кабелей. это обычно рекомендуемые способы питания Arduino .
Как питать платы Arduino от литиевой батареи 3,7 В?
Возможно, вы подумали, что, поскольку большая часть электроники в настоящее время работает на литий-ионных или литий-полимерных батареях, можем ли мы также использовать для питания Arduino с помощью 3,7-вольтовой литий-ионной или литий-ионной батареи или Li-po? На самом деле, вы можете. Arduino будет работать, если вы подключите к нему аккумулятор 3,7 В. Но это рекомендуемый способ? Я бы сказал нет. Большинство микроконтроллеров имеют рекомендуемое рабочее напряжение по отношению к рабочей частоте. Если вы хотите запустить Arduino на ячейке 3,7 В, рекомендуется уменьшить его тактовую частоту, чтобы уменьшить деградацию кремния и проблемы с производительностью. Если вы собираетесь питать плату Arduino с помощью микроконтроллера Atmega328P, такого как Arduino Uno или nano, лучше использовать его с безопасной тактовой частотой 8 МГц вместо 16 МГц, которая является нормальной рабочей тактовой частотой этих чипов. Вы можете найти эту безопасную область напряжения и частоты для ATMega328P в разделе ниже.
Некоторые платы поставляются с разъемом для батареи Li-Po (литий-ионный полимер), который изначально поддерживает этот тип батареи. Например, платы MKR (кроме MKR FOX и WAN 1300) поддерживают эту функцию. Для этих плат вы можете подключить батарею 3,7 В напрямую, не беспокоясь о тактовой частоте.
Могут ли платы Arduino работать от 3,3 В?
Короткий ответ: Да. Теоретически ATMega328P будет работать с 3,3В. Но его тактовая частота будет снижена. И дело не только в том, что при напряжении 3,3 В производитель рекомендует использовать кварц на 8 МГц вместо 16 МГц на Arduino. Вот кривая зависимости максимальной частоты от VCC.
Итак, если мы хотим, чтобы запускал Arduino UNO на 3,3 В , мы должны уменьшить его тактовую частоту, чтобы избежать нестабильности производительности.
Питание Arduino от солнечной панели
Да, вы можете питать Arduino от солнечной панели, если напряжение и ток на выходе правильные. Рекомендуемый способ — использовать зарядное устройство для зарядки аккумулятора от солнечной панели и питания Arduino от аккумулятора. Так что даже ночью или при слабом солнечном свете ваши проекты будут работать нормально.
В этой конфигурации напряжение от солнечной панели подается на модуль зарядного устройства, а модуль зарядного устройства заряжает аккумулятор. Затем аккумулятор подключается к штекерному разъему постоянного тока или к контакту Vin платы Arduino. Эта установка хороша для проектов в отдаленных районах, где источник питания стабилен или недоступен. Например, это будет идеальный способ питания круглосуточной станции мониторинга или маяков.
Итак, как лучше всего включить Arduino?
Лучшим способом питания Arduino будет с использованием цилиндрического гнезда постоянного тока или контакта Vin . Так что мы можем воспользоваться всеми встроенными функциями безопасности. Но в зависимости от вашей ситуации или потребностей вы можете выбрать тот вариант, который лучше всего подходит для вас. Например, в вашем проекте уже реализованы все системы регулирования напряжения, в таком случае вы можете запитать вашу Arduino через 5В пин . Для проекта, где требуется резервное копирование в случае сбоя питания или если питание недоступно, используйте солнечную панель с аккумулятором и зарядным устройством.

Способы питания Arduino Nano

Питание через USB-порт

Питание через пин VIN

Питание через пин 5V

Выбор оптимального способа питания от 12В

Защита от помех и перепадов напряжения

Мониторинг напряжения питания

Типичные ошибки при организации питания

Выбор источника питания для Arduino

Практические советы по питанию Arduino

Питание arduino

Питание платы

Питание от USB

Питание в Vin

Питание в 5V

Автоматический выбор источника

Питание “мощных” схем

<img loading='lazy' src='/800/600/http/i.pinimg.com/564x/bd/6a/59/bd6a59bcf09301a64f89431ea75fcd66.jpg' /> 3333″ data-lineheight=»35.2px»> Автономное питание

Arduino как источник питания

Помехи и защита от них

Хронометраж для горных лыж на Ардуино. Питание — DigInfo.ru

Варианты питания Ардуино Нано

Питание от аккумулятора

Контроль заряда аккумулятора

Питание для Arduino, востанавливаем ардуино

Распространённые способы убить плату Arduino

Типовые проблемы с электроникой (1)

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора

Arduino Nano: описание, характеристики и функции

Описание обеспечения

Память

Ввод / вывод

Версия nano v 3.0

Характеристики

Подключение питания

Распиновка Nano v 3.0

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Другие пины

Физические характеристики

Программирование и связь с ПК

Система питания

Подключение к компьютеру

Что делать если на плате нет USB

Как писать программы

Заключение

— Питание моего Arduino Nano от источника постоянного тока 24 В

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Опубликовать как гость

Опубликовать как гость

Power Arduino Nano и насос 12 В с преобразователем постоянного тока в постоянный

Как подключить Arduino? Выводы Vin, 5В и 3,3В.

, используемые в этой статье.

Питание вашего Arduino через гнездо Barrel.

Питание вашего Arduino через контакт Vin.

Питание вашего Arduino через контакт 5V.

Питание Arduino через USB-кабель.

5V Pin в качестве выхода питания.

Контакт 3,3 В в качестве выхода питания.

Как питать Arduino Nano от батареи? Ответ здесь!

Можно ли запитать Arduino Nano 12 В?

Как подключить Arduino Nano к источнику питания 5 В

Потребляемая мощность Arduino Nano

Как выбрать аккумулятор для питания платы Arduino Nano?

Как питать Arduino Nano от литий-ионной батареи?

Видео по теме: Способы питания плат Arduino

Как питать Arduino от батареи 12 В? [Обновлено в 2022 г.

Часто задаваемые вопросы

Различные способы питания платы Arduino

Похожие записи

Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании

Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка

Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика

Добавить комментарий Отменить ответ

3333″ data-lineheight=»35.2px»> Автономное питание