Arduino амперка: Амперка / Всё для Arduino и Raspberry Pi 🤖 Интернет-магазин электронных компонентов и робототехники — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Изучаем Arduino: подборка железа / Амперка

Подборка аксессуаров и модулей для комфортного начала работы с книгой «Изучаем Arduino».

Матрёшка Z

Комфортное начало работы с Arduino: оригинальная плата, набор деталей и модулей для прохождения всех 20 обучающих проектов

6 740 ₽

Матрёшка Z (Iskra Uno)

Плата Iskra Uno (аналог Arduino), полный набор деталей и модулей для прохождения 20 обучающих проектов на C++

5 740 ₽

Arduino Uno Wi-Fi Rev2

Arduino Uno с модулем Wi-Fi, Bluetooth и инерциальным датчиком на борту

5 540 ₽

Arduino Uno

Сердце мира Arduino: компьютер размером с ладонь на базе процессора с частотой 16 МГц и памятью 32 КБ

2 940 ₽

Инфракрасный дальномер Sharp GP2Y0A41 (4–30 см)

Датчик для определения расстояния 4–30 см по отражённому световому сигналу

1 340 ₽

Изучаем Arduino (Второе издание)

Руководство Джереми Блума по освоению Arduino от А до Я с дополненным содержанием и сетевыми проектами (2-е издание)

1 040 ₽

Часы реального времени (Troyka-модуль)

Электронный хронометр с независимым питанием и календарём

600 ₽

3D-джойстик (Troyka-модуль)

Двухосевой аналоговый джойстик и кнопка в манипуляторе-«грибочке»

600 ₽

Набор перемычек

Набор проводов-перемычек для быстрого прототипирования

530 ₽

Батарейка Крона

Батарейка на 9 В типа «Крона», подходящая для питания цифровой части вашего устройства

530 ₽

Драйвер моторов L293DNE

Силовая сборка для управления двумя коллекторными моторами с током до 0,6 А на канал

500 ₽

Соединительные провода «папа-папа»

Пучок из 65 проводов-перемычек для прототипирования. Это провода необходимые чаще всего

390 ₽

Breadboard Half

Полуразмерная макетная доска на 400 точек для быстрого прототипирования

390 ₽

Аналоговый термометр (Troyka-модуль)

Аналоговый сенсор для измерения температуры

390 ₽

Кабель USB (A — B)

Стандартный USB-кабель с разъёмом типа «B»

340 ₽

Кабель USB (A — Micro USB)

USB-кабель с разъёмом Micro B

340 ₽

Линейный регулятор напряжения L7805

Понижающий регулятор напряжения конвертирует входное напряжение 7–36 В в фиксированный выход 5 В

190 ₽

Светодиоды 5 мм (4 шт. )

Набор светодиодов с диффузной линзой и цветом на выбор

80 ₽

Трёхцветный светодиод

Светодиод способный светиться красным, зелёным и синим

80 ₽

Кабель питания от батарейки Крона

Кабель для подключения стандартных батареек на 9 В типа «Крона»

80 ₽

Инвертирующий триггер Шмитта SN74HC14N

Шесть независимых инвертирующих триггеров Шмитта в корпусе DIP-14

80 ₽

Выходной сдвиговый регистр SN74HC595N

Микросхема, которая преобразует последовательный сигнал в параллельный 8 бит и экономит выходы микроконтроллера

80 ₽

Транзисторы биполярные (5 шт. )

Биполярные транзисторы по 5 штук в комплекте

70 ₽

Потенциометр монтажный 10 кОм

Переменный резистор для пайки на плату или прототипирования на макетке

50 ₽

« 1 2 »

Наборы на базе Arduino

Arduino IoT с новым набором от Амперки

Предложить статью Поддержать проект

Операционные усилители для ваших проектов Arduino

Выбор и использование операционных усилителей для вашего проекта Arduino s

Введение: измерение напряжения с помощью Arduino

Операционные усилители — это просто устройства, которые усиливают разницу между двумя входами. Однако эти простые устройства можно использовать в комбинации для создания множества полезных схем — даже для очень мощных АНАЛОГОВЫХ компьютеров! Если вы хотите измерить напряжение сигнала с помощью Arduino, вы можете столкнуться с некоторыми из описанных здесь проблем; часто может помочь простая схема с использованием операционного усилителя.

Давайте рассмотрим эти проблемы.

Arduino Uno имеет входы АЦП, которые могут измерять напряжения в диапазоне от 0 до 5 В.

(другие диапазоны доступны в разных версиях)

Таким образом, если ваш сигнал выходит за пределы этого диапазона, как показано оранжевой и синей линиями на этой диаграмме, вы не можете измерить его напрямую. Инвертирующий усилитель позволит вам создать положительное напряжение того же значения, которое вы затем сможете измерить.

Также ваш сигнал может быть слишком слабым для измерения; (зеленая линия) в этом случае может помочь неинвертирующий усилитель , как описано ниже. Таким образом, если сигнал изменяется между 0,1 и 0,2 В, усилитель с коэффициентом усиления 20 будет давать сигнал в диапазоне 2–4 В, что соответствует диапазону измерения Arduino.

Голубая линия немного отличается. Предположим, что сигнал меняется между 3,4 и 3,6 В, поэтому изменение составляет 0,2 В; мы могли бы усилить его в десять раз, но тогда оно будет меняться между 34 В и 36 В — все равно бесполезно. Однако, используя дифференциальный усилитель (см. ниже), мы можем взять 3,4–3,6, ВЫЧИТАТЬ 3,2 и умножить на десять, получив хорошо измеримый сигнал в диапазоне 2–4 Вольт.

Схемы операционного усилителя, описанные ниже, позволят вам выполнить это «обработку сигнала».

Другая возможная проблема заключается в том, что ваш сигнал слишком велик для прямого измерения, и его необходимо уменьшить или «ослабить», как показано здесь светло-зеленой синусоидальной волной;

Или в сигнале много шума, который вам нужно будет удалить с помощью «фильтрации».

Позже мы рассмотрим, как использовать операционные усилители для ослабления или фильтрации сигнала.

ПРИМЕЧАНИЕ. В большинстве случаев измеряемый сигнал должен лежать в пределах питания Arduino или операционного усилителя, используемого для его измерения. Линии +12 В и -12 В показывают диапазон входов, которые вы можете использовать с операционным усилителем, питаемым ± 15 В.

На этой странице я введу некоторые важные термины, относящиеся к операционным усилителям. Однако, чтобы вы оказались там, где хотите, вот несколько закладок.

Что такое «Операционный усилитель» Если операционные усилители для вас в новинку или просто для того, чтобы освежить память, начните здесь

Basic circuits: preparing a signal for measurement

Comparator

Unity gain buffer

Non-inverting amplifier

Inverting amplifier

Difference amplifier

Choosing an op amp for your project:

Limitations of op amps

«Краткий список» операционных усилителей для большинства приложений

Рекомендации

Использование операционных усилителей в вашем проекте:

Одиночное или раздельное питание — и работа «от рельса к рельсу».

Объяснение важных характеристик

Дополнительная литература:

Дифференциальный усилитель

Отрицательная обратная связь

Что такое операционный усилитель?

Операционный усилитель — это… усилитель; однако у него есть особые характеристики, которые упрощают разработку схем для конкретных приложений.

По сути, он принимает два входа, показанные здесь как Va, Vb, и дает выходное напряжение Vo, которое больше, чем РАЗНИЦА между Va и Vb.

Vo = Avol (Va — Vb), где Avol — «коэффициент усиления по напряжению без обратной связи» усилителя

«Идеальный» операционный усилитель — это дифференциальный усилитель со следующими характеристиками:

он имеет

бесконечный коэффициент усиления
бесконечное входное сопротивление (нет тока на входные клеммы)
нулевое выходное сопротивление (без ограничения тока на выходе)
бесконечная полоса пропускания (без ограничения скорости ответа)

Есть еще несколько мелких «корректировок», которые мы представим позже, но .. эти четыре, с пониманием закона Ома, позволяют нам очень легко проектировать и понимать схемы операционных усилителей — как вы увидите в основных схемы, описанные ниже.

NB: для упрощения принципиальных схем подключение питания к операционным усилителям иногда может быть опущено на схеме — как в последующих — или показано отдельно. Но, конечно, им нужны источники питания!

Базовые схемы

Компаратор.

«Компаратор» сравнивает два входных напряжения и выдает +Vcc, если Va>Vb, и -Vcc в противном случае.

Обычно компаратор используется для обеспечения цифрового выхода из аналогового входа. Поэтому мы используем один источник питания, как показано здесь.

Помните, что для идеального операционного усилителя V0 = «бесконечность» умноженная на Va — Vb

однако выходной сигнал не может быть выше +Vcc или ниже -Vcc, поэтому здесь он ограничен +5В или 0В

поэтому, если Va > Vb Vo = 5 В; и если Va !> Vb Vo=0V

Это позволяет нам дать изменение логического уровня, если входное напряжение Va превышает пороговое напряжение Vb.

Компараторы являются важной частью преобразователя АЦП.

По многим причинам операционные усилители не являются отличными компараторами, и по возможности лучше использовать специально созданный компаратор.

Буфер усиления Unity.

«Буфер единичного усиления» дает выходное напряжение, такое же, как и входное напряжение

«Большое дело», скажете вы. Важно то, что он не потребляет ток от входа. Его можно использовать для измерения напряжения без размещения нагрузки на измеряемой цепи. Давайте посмотрим, как это работает.

Анализ:

Буфер единичного усиления очень легко проанализировать, основываясь только на характеристиках идеального операционного усилителя.

Поскольку усилитель имеет бесконечный коэффициент усиления

из №1: — разность напряжений между входами + и — должна быть равна нулю.

R1 и R2 просто обеспечивают защиту входов усилителя. Через них не протекает ток.

поэтому Vo = Va

Какая польза от усилителя с коэффициентом усиления 1?

Хорошо, помните 2: и 3: выше: у него бесконечное входное сопротивление и нулевое выходное сопротивление.

Неинвертирующий усилитель

Подобно буферу единичного усиления, эта схема не загружает вход, но обеспечивает точное усиление напряжения, устанавливаемое резисторами R1 и R2.

Vout = Vin (R2 + R1 / R1) или Vout / Vin = 1 + (R2 / R1)

Входное сопротивление ОЧЕНЬ ВЫСОКОЕ (в идеале «бесконечное»)

2 Анализ: 6 Помните, что для любого конечного напряжения на выходе разность напряжений на входе должна быть равна нулю.

Давайте проанализируем эту схему, используя характеристики идеального операционного усилителя, и вы увидите, насколько это просто. Мы будем использовать реальные числа.

Предположим, что Vo = 10 В и R1 = 2 кОм, R2 = 18 кОм

R1 + R2 = 20 кОм, поэтому через цепь резисторов протекает ток 10 В / 20 кОм = 0,5 мА.

НИ ОДИН из этих токов не поступает на инвертирующий вход. ( 2: ) ( I2 = I1 )

Таким образом, напряжение на R1 составляет 0,5 мА * 2k = 1 В

, но из 1: Vb = Va .. поэтому усиление напряжения Vo / Va = 10 В / 1 В = 10.

Мы можем игнорировать любой эффект нагрузки, который цепь резисторов оказывает на выход из-за 3:

И из 4: любое изменение на входе НЕМЕДЛЕННО повлияет на выход без задержки или изменения фазы.

Инвертирующий усилитель

Эта схема позволяет нам преобразовать отрицательное напряжение в положительное (или наоборот) для измерения.

Vout = — Vin R2 / R1 или Vout / Vin = — R2/R1 (Примечание: эта формула отличается от формулы для неинвертирующего усилителя)

Входное сопротивление Rin равно R1. Однако с современными операционными усилителями мы можем использовать резисторы большого номинала.

Анализ: еще раз, помните (1:) разность напряжений между входами + и — должна быть равна нулю: так

соединение R1 и R2 находится на уровне 0В.

(мы называем это «виртуальной землей»)

Vo = I2 R2

Также (2:) на входные клеммы не поступает ток, поэтому I1 = I2

Va = — I1 R1 = — I2 R1.

Vo / Va = I2 R2 / — I2 R1 = — R2 / R1

Важное примечание. В отличие от схем на рис. сопротивление источника. Обычный способ избежать этого — использовать на входе буфер единичного усиления.

Усилитель разницы

Просто измеряет РАЗНИЦУ между двумя входами и умножает ее на коэффициент усиления.

Так V0 = (Vb — Va) (R2/R1) ;

Если R2 = R1, выходное напряжение представляет собой РАЗНИЦУ между двумя входными напряжениями.

Выбирая разные значения, мы можем добавить немного усиления;

, поэтому, если R2 = 10M и R1 = 1M, мы получим десятикратный выигрыш.

Теперь входное сопротивление для этой схемы составляет всего R1 + R2

, поэтому, если вы не хотите нагружать измеряемую схему, R1 и R2 должны быть большими — и вам нужно будет выбрать операционный усилитель с * низким входной ток смещения . (подробнее об этом позже)

Инструментальный усилитель

Если мы добавим неинвертирующий усилитель на каждый вход дифференциального усилителя, мы преодолеем ограничение входного сопротивления. Усилитель, построенный таким образом, имеет множество применений и некоторые особые свойства. Полную схему и описание вы найдете на следующей странице.

Но наши операционные усилители в реальном мире не являются «идеальными»

Нет, но современные операционные усилители могут быть очень хорошим приближением к «идеальным» операционным усилителям, если вы выберете правильный для своего приложения. В качестве примера рассмотрим, пожалуй, самую важную особенность — бесконечный коэффициент усиления. uA709 — ранний операционный усилитель на интегральных схемах — имел «коэффициент усиления по напряжению без обратной связи» 10 000. Современные операционные усилители могут иметь коэффициент усиления более 1 миллиона. Вездесущий «741» также имеет низкую производительность по сравнению с более современными операционными усилителями — см. «747» — двойной 741 — в таблице ниже.

Однако реальные операционные усилители имеют ограничения; например

выходное напряжение не может превышать напряжения питания; и
выходное сопротивление, хотя и низкое, накладывает ограничение на ток, который они могут подавать.

Мы добавим несколько «корректировок» в спецификацию нашего идеального операционного усилителя, чтобы отразить их реальные ограничения:
В произвольном порядке: (эти термины объясняются ниже)

Нулевое входное напряжение смещения
Без шума
Нулевой входной ток смещения
Бесконечный коэффициент подавления синфазного сигнала
Бесконечный коэффициент отклонения источника питания.

В следующей таблице вы найдете значения наиболее важных характеристик некоторых операционных усилителей «реального мира», которые помогут вам выбрать один из них для вашего проекта. Чтобы «укоротить» это для простых приложений, просто следуйте приведенным ниже рекомендациям.

Различные «ароматы» операционных усилителей

Чтобы обеспечить рабочие характеристики, подходящие для широкого спектра приложений, операционные усилители изготавливаются с использованием различных транзисторных технологий (биполярных, JFET или MOSFET). У каждого есть свои преимущества и ограничения; например, биполярные операционные усилители могут иметь более высокий коэффициент усиления, более низкое входное напряжение смещения, более четкую характеристику и быть более надежными. Операционные усилители на полевых МОП-транзисторах могут обеспечивать работу «от рельса к рельсу» (но см. ниже) с очень низкими входными токами смещения и высоким (почти бесконечным) входным сопротивлением (но некоторой входной емкостью). Некоторые операционные усилители сочетают в себе FET и биполярные секции для «лучшего из обоих миров».

Однако, чтобы решить, подходит ли тот или иной операционный усилитель для вашего приложения, вам, как правило, необходимо свериться со спецификациями.

«Краткий список» популярных операционных усилителей

Существует так много операционных усилителей, что вы никогда не сможете выбрать «правильный». Итак, вот составленный мной список, который охватывает наиболее распространенные приложения. Я проверил их все. Критерии, которые я использовал при выборе, следующие:

Доступность из различных источников (например, Mouser, RS Components)
Доступен в корпусе DIP, подходящем для макетных плат или разъемов (на случай, если вы их взорвете).
Общеупотребительные и недорогие (в основном менее 1 доллара США)
И в основном два операционных усилителя в одном 8-контактном корпусе (как показано здесь) — хотя обычно возможны и другие варианты.

ПРИМЕЧАНИЯ::

В верхней половине таблицы перечислены операционные усилители с биполярной входной схемой, поэтому они, как правило, НЕ принимают входы или выходы типа «рейка — шина». Вы увидите, что они обычно имеют более низкое входное напряжение смещения и НАМНОГО более высокий входной ток смещения, чем входные операционные усилители на полевых транзисторах в нижней половине.

Входные МОП-каскады обеспечивают чрезвычайно высокое входное сопротивление, в то время как выходные МОП-каскады допускают ПОЧТИ рельсовые выходные напряжения.

Я выделил LM747 — сдвоенный 741. Популярный выбор, который действительно мало что может порекомендовать по сравнению с более современными операционными усилителями.

Устройства в зеленых секциях подходят для работы с однополярным питанием. Однако немногие операционные усилители будут работать с питанием намного ниже 5 В.

MCP6042 — микромощный операционный усилитель, предназначенный для приложений с очень низкими частотами — следовательно, полоса пропускания всего 14 кГц — это НЕ опечатка!

Для одного источника питания, питаемого от вашего источника питания Arduino 5 В или 3,3 В,

обычно хорошим выбором является MPC6002; если вам нужен более быстрый отклик, используйте MPC6022.

Для двойного питания от ±5 В до ±15 В

Обычно подходит TL072. Для более требовательных приложений AD823 может быть хорошим выбором.

Одинарное или раздельное снабжение и «от железнодорожного до железнодорожного»?

Наиболее важным критерием является то, что входы вашей схемы не должны выходить за пределы источников питания .

Так, например, на рис. 5а, если вы используете +15–15 В для питания, вы можете разумно применить 10-вольтовую синусоиду PEAK, и вы увидите то же самое на выходе.

Вы можете использовать ТОТ ЖЕ операционный усилитель с одним источником питания (рис. 5b) +30 В — 0 В

… , и он не будет работать — и вы, вероятно, повредите микросхему — потому что вне диапазона поставок.

Биполярным операционным усилителям обычно требуется небольшой запас по мощности , поэтому, например, на рис. 5а с питанием ±15 В переменный ток должен быть ограничен, скажем, 12 В от пика до пика.

Разделенный источник не обязательно должен быть симметричным , если входы и ожидаемые выходы остаются в пределах ресурсов .

Как правило, операционные усилители CMOS могут успешно работать с входными сигналами «rail-to-rail». Однако, когда вы читаете , он предлагает рельсовые выходы, вы должны быть осторожны . Схема будет давать выходной сигнал на несколько мВ выше нуля или ниже напряжения питания +Vcc, но только при очень высоком импедансе нагрузки.

Объяснение важных характеристик

Входной ток смещения, входной ток смещения, входное напряжение смещения и запас по мощности Вы можете видеть, что входы Vin+, Vin- должны обеспечивать ток базы Ib1, Ib2 для транзисторов. Это входной ток смещения

Если коэффициенты усиления транзисторов не идентичны, они не будут потреблять одинаковый ток базы. Разница между ними входной ток смещения .

Предположим, Vin+ = Vin- ; тогда Vout ДОЛЖЕН быть равен нулю. Однако, если транзисторы не идеально согласованы, будет разница в их Vbe — это входное напряжение смещения .

«headroom »

Глядя на эту схему, вы увидите, что если бы Vin+ или Vin- был на -Vcc, транзисторы были бы выключены и схема не могла бы работать; большинству операционных усилителей требуется, чтобы входное напряжение было в пределах напряжения питания, в частности,
операционные усилители с биполярными входными каскадами, подобные этому, обычно требуют, чтобы Vin отличался примерно на 3 В от -Vcc или +Vcc.

Давайте посмотрим, как эти характеристики влияют на работу реальной схемы.

Предположим, мы создаем инвертирующий усилитель с единичным коэффициентом усиления, который позволит нам использовать Arduino для измерения напряжения в диапазоне от 0 до -5 В.
Мы знаем, что вольтметр не должен нагружать цепь, которую он измеряет , поэтому нам нужен высокий входной импеданс.

Сначала мы будем использовать «741» — половину LM747. Он имеет входной ток смещения 0,08 мкА.

У нас есть резисторы R1, R2 номиналом 10 МОм, что дает нам входное сопротивление 10 МОм. Напряжение, которое мы измеряем, будет иметь погрешность, потому что Ib1 питается от сопротивления 5 МОм (10 МОм //10 МОм), а Ib2 питается от нулевого сопротивления.

Ошибка из-за входного тока смещения в 0,08 мкА составляет Verror = 0,08 мкА * 5M = 0,4 вольта!

Теперь давайте заменим «741» на TL071 — Ibias равен 0,065 нА; поэтому Verror = 0,065 нА * 5M = 0,3 милливольта!

Однако мы также должны принять во внимание его входное напряжение смещения — все еще всего 3 мВ.

Произведение коэффициента усиления и скорости нарастания

Оба относятся к частотной характеристике усилителя. Немногие операционные усилители будут иметь очень широкую полосу пропускания — в основном около 5–10 МГц.

Предположим, вы строите усилитель с использованием NE5532, который имеет произведение усиления на полосу пропускания 10 МГц и устанавливаете его на усиление 100, полоса пропускания усилителя будет 10 МГц / 100 = 100 кГц.

Скорость нарастания — это скорость, с которой выходное напряжение может изменяться в ответ на мгновенное ступенчатое напряжение на его входе. Глядя на таблицу, вы увидите, что для получения высокой скорости нарастания вам нужен усилитель с хорошим продуктом GBW.

Быстрее не всегда лучше

Очень быстрые операционные усилители, такие как AD797 выше, полезны в определенных приложениях, но могут оказаться менее стабильными и склонными к колебаниям, что иногда требует тщательной развязки и компоновки ПК. С операционными усилителями с полосой пропускания 1–10 МГц легче работать, а для сигналов, которые изменяются медленно, рассмотрите операционные усилители с полосой пропускания менее 1,9.0003

Дополнительная литература

В следующих двух разделах дается более подробный анализ и объяснение использования операционных усилителей.

Дифференциальный усилитель

Операционный усилитель — дифференциальный (разностный) усилитель с двумя входами и одним выходом. Это можно показать на следующей схеме:

Имеется два входа напряжения:

«неинвертирующий» вход Va
«инвертирующий» вход Vb.

«лето» (обозначение кружком)
измеряет РАЗНИЦУ напряжения Va -Vb для получения Vi;

Блок усиления (символ квадратного прямоугольника)
усиливает Vi на Av — «усиление напряжения».

Таким образом, выход равен Vo = Av * (Va — Vb)

Однако у такого простого разностного усилителя есть проблема; для каждого усилителя усиление будет разным в зависимости от конструкции усилителя.

Эту проблему можно решить, введя «отрицательную обратную связь», как описано ниже.

Введение отрицательной обратной связи

В 1934 году Гарри Блэк понял, что введением «отрицательной обратной связи» можно управлять и стабилизировать поведение усилителя.

Коэффициент усиления по напряжению Vo / Va с отрицательной обратной связью равен ( R1+R2 ) / R1

Доказательство: (TL;DR) цепочка резисторов R2 R1 действует как делитель напряжения, поэтому

Vb = Vo * R1 / R1+R2

Традиционно для упрощения вычислений мы называем возвращаемую сумму «фракцией обратной связи», обозначаемой β.

Итак, β = R1 / R1+R2

Vo = Av ( Va — βVo ), поэтому (Vo / Av) + βVo = Va

Vo / Va = Av/ 1+ β Av = 1 / ( (1/Av ) + β) … и если Av велико, Vo / Va = 1 / β

Таким образом, если Av велико, усиление этой схемы будет Vo / Va = R1 + R2 / R1

и обратите внимание усиление теперь НЕ ЗАВИСИТ от усиления Av самого усилителя при условии, что оно достаточно велико — как у современных ОУ.

Каталожные номера

TI : Компромиссы между CMOS, JFET и биполярными ..

AD : Входы, выходы операционных усилителей, однополярное питание и проблемы Rail-to-Rail

TIA: Приложение SLOA039 -Rail Op Amps

Сколько ампер может выдержать Arduino

Arduino — это программируемая плата, которую можно использовать для управления несколькими внешними цепями. Имея дело с Arduino, мы должны быть осторожны с требованиями к току и напряжению. Подача на Arduino напряжения, превышающего требуемое, может привести к ее отключению, а экстремальные скачки тока могут привести к самопроизвольному сбросу платы Arduino. Иногда Arduino может выступать в качестве источника питания для внешних периферийных устройств, таких как освещение светодиода или некоторых крошечных двигателей, но каждый источник тока имеет некоторые ограничения. То же самое и в случае с Ардуино. Давайте обсудим, сколько ампер может выдержать Arduino.

Источники тока в Arduino

В Arduino присутствуют несколько источников тока, поэтому он имеет различные ограничения в зависимости от источников, потребляющих ток. Чтобы понять текущие параметры Arduino, мы должны сначала понять все доступные источники тока в Arduino, где устройства могут потреблять ток. Для питания Arduino используются следующие три источника:

Порт USB
Домкрат постоянного тока
Вин-пин

Три упомянутых выше источника могут получать входные данные из разных источников, например, порты USB могут получать питание от портов USB 3. 0/2.0 ПК. Точно так же цилиндрический разъем постоянного тока и штырь Vin могут получать питание от внешнего источника, такого как 9Вольтовая батарея или сетевой адаптер с вилкой постоянного тока или старый компьютерный блок питания. Итак, эти три источника дают выходной ток в зависимости от входа. Давайте обсудим максимально возможный потребляемый ток через эти источники.

USB-порт

USB-порт типа B — наиболее распространенный и основной способ питания Arduino. Вам просто нужен USB-кабель для питания через любой порт ПК или блок питания, поддерживающий USB-кабель. Питание через USB считается самым безопасным способом питания Arduino , поскольку оно дает Arduino регулируемое постоянное напряжение 5 В с оптимальным током.

Ограничение тока USB-порта

Когда Arduino получает питание от USB-порта, максимальное количество тока, согласно спецификации Arduino, которое он может потреблять, составляет 500 мА. Из-за интерфейса USB и последовательной связи этот ток установлен на более низком уровне, чем два других источника питания для Arduino. Входная мощность распределяется между встроенными периферийными устройствами Arduino, поэтому в конце концов чистый доступный ток для внешней цепи каким-то образом меньше, чем потребляемый входной ток. Arduino рекомендует не потреблять более 400 мА тока с использованием источника USB, так как постоянное потребление большего тока может повредить плату Arduino.

Входное напряжение	Максимальный потребляемый ток
5В	500 мА

Защита от перегрузки по току USB

Наряду с USB-интерфейсом Arduino собрал встроенный Resetable Polyfuse , который может защитить Arduino от любых скачков перегрузки по току. Если выходные контакты Arduino потребляют больше безопасного предела тока, который составляет 500 мА , тогда этот полифузионный блок сработает и отключит входную мощность от порта USB. Этот предохранитель использует тепловое свойство для своего функционирования, так как это термопредохранитель . Таким образом, после сброса требуется некоторое время, чтобы вернуться в исходное состояние, пока Arduino не останется выключенным.

Цилиндрический разъем постоянного тока

Несколько плат Arduino поставляются с цилиндрическим разъемом постоянного тока, который увеличивает количество способов питания Arduino. Этот разъем пригодится, когда нам нужно увеличить предел выходного тока Arduino, или к нему подключена какая-то большая нагрузка. Входной штырь разъема постоянного тока подключается к бортовым регуляторам напряжения.

Гнездо постоянного тока может принимать входное напряжение от 7 до 16 В с номинальным током до 1А . Однако не рекомендуется подавать на вход напряжение более 12 В, так как это может привести к нагреву стабилизаторов напряжения, что приведет к отключению питания Arduino. Выход регулятора 5 В передается регулятору 3,3 В, что еще больше снижает его. Для получения этих двух выходных напряжений над аналоговыми контактами на плате Arduino имеется отдельный контакт 5 В и 3,3 В.

Ограничения по току цилиндрического гнезда постоянного тока

Поскольку вход цилиндрического гнезда постоянного тока напрямую подключен к регуляторам напряжения, то пределы тока гнезда постоянного тока также определяются этими двумя регуляторами:

Регулятор 5 В
Регулятор 3,3 В

Регулятор 5 В

В отличие от портов USB, регуляторы 5 В не ограничиваются силой тока 500 миллиампер. При использовании внешнего источника питания он может отдавать до 1А тока. Потребление тока более 1А невозможно, потому что регулятор напряжения Arduino рассчитан на максимальное значение 1А. Также из-за теплового ограничения регулятора напряжения потребляющий больший ток будет нагревать его, что переводит плату Arduino на временное отключение. Технические характеристики стабилизатора напряжения 5В:

Регулятор 5 В	НКП1117СТ50Т3Г
Выходное напряжение	5В
Макс. входное напряжение	20 В
Минимальное входное напряжение	6,5 В
Максимальный выходной ток	1А

Регулятор 3,3 В

Выходной сигнал регулятора 5 В подается на регулятор 3,3 В. Он снижает 5 В до 3,3 В при номинальном токе 150 мА . Некоторые технические характеристики:

Регулятор 3,3 В	ЛП2985-33ДБВР
Выходное напряжение	3,3 В
Макс. входное напряжение	16 В
Минимальное входное напряжение	3,9 В
Максимальный выходной ток	150 мА

Вывод Vin

Выводы Vin на Arduino могут принимать входную мощность, а также выступать в качестве источника питания для внешних цепей. Работает двояко.

Ограничение тока на выводе Vin

Ограничение тока на выводе Vin чем-то похоже на разъем постоянного тока, так как оба входа подключены к встроенным регуляторам напряжения. Итак, контакты Vin имеют максимальный номинальный ток 1 Ампер .

Примечание : питание Vin не обеспечивает никакой защиты от обратного тока, как в цилиндрическом разъеме постоянного тока, поэтому дважды проверьте соединение перед подачей питания на Arduino.

Напряжение Vin	Максимальный ток
7-12 В	1А

Ограничения по току контактов ввода/вывода

40 мА — это максимальный ток, который можно получить от одного контакта ввода/вывода Arduino. Суммарный ток со всех выводов ввода-вывода не должен превышать 200 мА , так как Atmel больше не гарантирует работу контроллеров после этого предела.

Потребление тока более 40 мА от контакта ввода-вывода может повредить их, так как там нет защиты по току.

Заключение

Чтобы управлять несколькими устройствами с помощью Arduino, мы должны следить за безопасными пределами тока Arduino.

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Содержание

Амперка, Москва / Статьи / Хабр

JustasWolf 22 августа 2020 в 22:14

Блог компании Амперка DIY или Сделай сам

Всем здравствуйте.

В этот раз одна статья по двум сериям.

Попробуем разобраться с парашютной системой и провести испытания горения топлива под давлением.

Всего голосов 21: ↑11 и ↓10 +1

Просмотры

8.8K

Комментарии 23

JustasWolf 8 августа 2020 в 21:36

Блог компании Амперка DIY или Сделай сам

Рад всех приветствовать.

Пока точатся детали для бомбы Кроуфорда, займемся подготовкой к испытаниям: заготовим мини-шашки, сварим новый вид топлива и сделаем электронику.

Всего голосов 22: ↑16 и ↓6 +10

Просмотры

8.1K

Комментарии 35

JustasWolf 2 августа 2020 в 09:07

Блог компании Амперка DIY или Сделай сам

Рад всех приветствовать!

Очередная неделя работы над ракетой.

В этом выпуске займемся выяснением причин срыва сопла, поиском вариантов решений и ремонтом.

Всего голосов 27: ↑21 и ↓6 +15

Просмотры

7.8K

Комментарии 19

JustasWolf

25 июля 2020 в 16:22

Блог компании Амперка DIY или Сделай сам

Однако, снова здравствуйте.

Прошла еще одна неделя — делимся результатами работы над нашей ракетой.

Кто с нами впервые, для понимания происходящего, советую ознакомиться с историей предыдущих выпусков. Постояльцев прошу под кат.

Всего голосов 41: ↑37 и ↓4 +33

Просмотры

11K

Комментарии 46

JustasWolf

18 июля 2020 в 13:28

Блог компании Амперка DIY или Сделай сам

И снова всем доброго времени суток.

В этом посте расскажу, что у нас получилось за очередную неделю работы над проектом ракеты.

Напоминаю, что данный цикл статей является блогом, посвященным тому, как мы строим ракету с нуля, без знаний и навыков. Статьи выходят еженедельно по субботам.

Тех, кто с нами впервые, прошу ознакомиться со всей историей проекта. Завсегдатаев прошу под кат.

Всего голосов 19: ↑16 и ↓3 +13

Просмотры

Комментарии 18

gabbapeople 16 июля 2020 в 17:37

Блог компании Амперка Разработка под Arduino *DIY или Сделай сам

Перевод

Эта публикация является переводом моей инструкции размещенной на сайте instructables.com. Проект занял первое место в DIY Arduino contest 2020 от Instructables

Привет! Это статья о том, как я делал шарманку на Arduino.

Всего голосов 17: ↑17 и ↓0 +17

Просмотры

7.1K

Комментарии 6

JustasWolf 11 июля 2020 в 17:41

Блог компании Амперка DIY или Сделай сам

Мы продолжаем строить нашу ракету. Прошла неделя, выкладываем отчет по тому, что было за это время сделано.

Всего голосов 22: ↑20 и ↓2 +18

Просмотры

11K

Комментарии 26

JustasWolf

000Z» title=»2020-07-04, 12:10″>4 июля 2020 в 12:10

Блог компании Амперка DIY или Сделай сам

Вступление

Всем привет! Мы — команда ютуб-канала Амперки, в студии и пилим видео по проектам и железкам. Однако, в какой-то момент все изменилось.

Под катом — история постройки нашей ракеты.

Всего голосов 35: ↑33 и ↓2 +31

Просмотры

29K

Комментарии 47

tolikivanov 3 июня 2020 в 17:42

Блог компании Амперка Разработка под Arduino *Дизайн DIY или Сделай сам Электроника для начинающих

Tutorial

Я никогда не хотел себе домой часы. Наручные или в телефоне — их вполне достаточно, чтоб ориентироваться во времени. А вот о какой-нибудь подсветке в комнату я периодически помышляю. При этом у меня, как и у многих других, стоит лампа на столе и с потолка свисает скучная люстра.

Сидеть в самоизоляции и полумраке — та ещё перспектива. Так светодиодная лента и картонные упаковки из Икеа на ресайклинг стали отличным условием «дано» для светодиодного табло, которое я полюбил.

Какого табло?

Всего голосов 31: ↑28 и ↓3 +25

Просмотры

6.9K

Комментарии 33

nailxx 10 ноября 2016 в 12:23

Блог компании Амперка JavaScript *ReactJS *

Хабрадевелоперам, привет! Не так давно мы начали разрабатывать комплексный проект, у которого есть или планируется несколько видов фронт-енда, множество сервисов бэк-енда, интерфейс командной строки, демоны и много ещё чего. У всего этого в свою очередь есть шареный код, а совершенно новые приложения должно быть возможным собирать из имеющихся кирпичиков простым и понятным образом.

Если не занудствовать с терминологией, мы делаем платформу. Платформу для визуального программирования под DIY-электронику.

Несмотря на то, что проект находится на ранней стадии, кодовая база уже грозилась превратиться в кашицу. Чтобы это присечь, мы перевели проект на так называемый monorepo-подход. На Хабре не оказалось материалов на эту тему, поэтому попытаюсь восполнить пробел.

Читать дальше →

Всего голосов 17: ↑16 и ↓1 +15

Просмотры

19K

Комментарии 15

acos 3 июня 2016 в 17:42

Блог компании Амперка Старое железо DIY или Сделай сам Звук Электроника для начинающих

Привет GT!
4 июня в Москве пройдёт очередной фестиваль музыкальных технологий Synthposium. На нём соберутся любители синтезаторов, чтобы крутить ручки, собирать патчи, нажимать на клавиши и восхищаться звуками.
Нас тоже пригласили сделать для фестиваля что-нибудь прикольное.
И мы собрали аналоговый оптический синтезатор.

(Осторожно, трафик!)

Читать дальше →

Всего голосов 20: ↑18 и ↓2 +16

Просмотры

20K

Комментарии 36

alexdos 23 апреля 2016 в 13:07

Блог компании Амперка Робототехника DIY или Сделай сам Электроника для начинающих

Грандиозное шоу, выставка изобретений и смелых технических решений, праздник творчества и смекалки под названием Maker Faire, наконец, приходит в Москву!

Почему не стоит строить другие планы на 9 и 10 июля и как попасть со своим проектом на европейский этап фестиваля — смотрите под катом.

Подробности

Всего голосов 7: ↑7 и ↓0 +7

Просмотры

6. 9K

Комментарии 0

nailxx 31 марта 2016 в 18:46

Блог компании Амперка Компьютерное железо DIY или Сделай сам

«Зачем?», «Что за бред?», «Извращение!», «Фу-фу-фу» — вот некоторые из многих высказываний, которые мы услышали, когда выпустили плату Iskra JS на ядре Espruino.

Зачем

Когда правильный электронщик слышит, что что-то сделано на Arduino, температура его тела поднимается примерно на полградуса: «взяли годный микроконтроллер и вместо того, чтобы фигак-фигак и регистрами выжать из него все соки, опошлили всё на свете… нет слов, одна ненависть».

Но ведь можно пойти ещё дальше. Взять микроконтроллер Cortex M4, который в десятки раз богаче того, что стоит на той же Arduino Uno, запихнуть туда интерпретатор JavaScript и делать проекты на JavaScript!

Думаю, что на этом моменте те, кто не готов к такому надругательству над святыми микросхемами, уже лопнули. Я продолжу для остальных.

Читать дальше →

Всего голосов 8: ↑8 и ↓0 +8

Просмотры

49K

Комментарии 40

nailxx 3 августа 2015 в 14:16

Блог компании Амперка C++ *Компиляторы *ООП *

Привет хабраплюсплюсовцам!

Хочу разобрать проблему компилятора avr-g++, из-за которой в разных дискуссиях про AVR и Arduino звучит «С++ — это не для микроконтроллеров, C++ жрёт память, C++ генерирует раздутый код — пишите на голом C, а лучше на ASM».

Для начала давайте разберёмся, в чём же преимущество C++ перед C. Концепций, которые добавляет C++ много, но самая значимая и самая эксплуатируемая — это поддержка ООП. Что такое ООП?

Инкапсуляция
Наследование
Полиморфизм

Использование первых двух пунктов в C++ «бесплатно». Никакого преимущества программа на чистом C перед программой на C++ с инкапсуляцией и наследованием не имеет. Картина меняется, когда мы подключаем к действу полиморфизм. Полиморфизм бывает разным: compile-time, link-time, run-time. Я говорю о классическом run-time, т.е. о виртуальных функциях. Как только в своих классах вы начинаете добавлять виртуальные методы, чудесным образом растёт потребление как Flash-памяти, так и SRAM.

Почему так происходит и, что с этим можно было бы сделать, расскажу под катом.

Читать дальше →

Всего голосов 31: ↑29 и ↓2 +27

Просмотры

23K

Комментарии 14

nailxx 24 июля 2015 в 18:09

Блог компании Амперка JavaScript *Google Chrome

Здравствуй, Хабр!

Хочу поделиться опытом создания небольшого приложения для Google Chrome, которое взаимодействует с последовательным портом.

Краткая предыстория. Много раз мне хотелось, чтобы компьютер и подключенная к нему Arduino работали, как единая система, в которой микроконтроллер был бы посредником для общения с датчиками и исполнительными устройствами, а компьютер — большой удобной консолью.

Чтобы это произошло, на компьютере нужно либо по хакерски сидеть в консольном терминале, либо писать какую-нибудь небольшую GUI’шку. Даже самая примитивная GUI’шка требует каких-то непропорциональных усилий для своего создания. Нужно выбрать framework, реализовать кучу побочной GUI-логики, скомпилировать под всевозможные платформы, разобраться с зависимостями, запаковать .exe, проверить на маке и венде и т.д.

Давно слышал, что API для приложений Google Chrome даёт доступ к Serial. Захотел попробовать и заодно освоить создание Chrome-приложений как таковое. Получился Serial Projector — замена штатному Serial Monitor для Arduino IDE.

Суть проста до безобразия: приложение на весь экран отображает последнюю текстовую строку, пришедшую через последовательный порт. Это позволяет, например, выводить показания устройства крупно и няшно. Может оказаться полезным для всяких выставок, презентаций, инсталляций.

Подробности исходного кода и демонстрация работы — под катом.

Читать дальше →

Всего голосов 19: ↑19 и ↓0 +19

Просмотры

33K

Комментарии 35

acos 15 мая 2015 в 15:43

Блог компании Амперка

Привет, Хабр!

Сегодня, как и обещал, я расскажу об одном из альтернативных применений нашего конструктора.

Как мы придумывали конструктор для детской робототехники. #0
Как мы придумывали конструктор для детской робототехники. #1

Проблема #1. Конструктивные элементы

Уже около года мы делаем забавные гаджеты из разных электронных полуфабрикатов.
Это может быть катер для кормления уток, система автополива цветка или странная штука, вроде RFID-магнитофона «Becha».
Результатом этой работы становится сам гаджет, видеообзор и wiki-статья. В статье описан процесс сборки устройства и идеи для его развития. Ну и исходный код заодно. В общем, стараемся сделать полноценную инструкцию для сборки, чтобы повторение устройства вызвало как можно меньше затруднений у начинающего киберсамодельщика.

Читать дальше →

Всего голосов 19: ↑16 и ↓3 +13

Просмотры

21K

Комментарии 65

acos 8 мая 2015 в 11:16

Блог компании Амперка

Привет, Хабр! Некоторое время назад я не выдержал режима молчания о том, чем занимаюсь на работе. Ну и накатил, и написал об этом статью на Geektimes: «Как мы придумывали конструктор для детской робототехники. Часть 0. Акрил».

Результатом той статьи стало две вещи:

получил по шапке за самоуправство;
тема оказалась интересной и нашла своего читателя. Поэтому мы решили воскресить блог Амперки, чтобы я мог продолжать рассказ официально.

Вам близка тема детской робототехники? Вы уже пробовали примотать Arduino к металлическому конструктору синей изолентой? В таком случае вас заинтересует подкат.

Продолжение и много фото

Всего голосов 48: ↑47 и ↓1 +46

Просмотры

39K

Комментарии 106

nailxx 22 мая 2014 в 16:12

Блог компании Амперка

Хабраридерам, привет!

У блога нашей компании вскоре истекает оплаченный период. Мы определённо до его конца не успеем подготовить какой-нибудь интересный и небанальный материал о DIY-электронике. Поэтому, пользуясь случаем, расскажу лучше о том, как появилась Амперка, и как мы пришли к тому, что имеем сейчас и почему мы вечно ничего не успеваем.

Итак, если вам интересна история появления одного малого бизнеса, прошу под кат.

Читать дальше →

Всего голосов 170: ↑163 и ↓7 +156

Просмотры

69K

Комментарии 61

nailxx 5 марта 2014 в 15:21

Блог компании Амперка

Недавно в Британской Высшей Школе Дизайна прошла предварительная защита проектов на курсе промышленного дизайна. Студенты представили концепты проектов умных устройств, которые будут доводиться до ума, а именно до готовности к серийному производству.

Как-то сама собой в течение последнего года-полутора сложилась дружба между Британкой и Амперкой. И вот Амперку пригласили на защиту, за что большое спасибо. Мы с радостью пришли, посмотрели, пофоткали. Хочу поделиться с вами увиденным. Мне проекты показались крайне интересными с той точки зрения, что они нисколько не претендуют на хардкорность электронной начинки и программирования, но в результате всё равно получились интересные, забавные, утилитарные вещи. А всё потому, что перед реализацией проводился анализ существующих проблем быта и находились изящные способы их решения.

Представляю вашему вниманию короткий обзор 9 проектов, которые презентовались на защите.

Читать дальше →

Всего голосов 34: ↑29 и ↓5 +24

Просмотры

27K

Комментарии 32

nailxx 1 ноября 2011 в 12:22

Блог компании Амперка

Хабрадевелоперам, привет!

Те, кто работал с Arduino, знает, что для его программирования существует специальная Arduino IDE. По сути это блокнот с двумя кнопками: «прошить» и «послушать через serial». Блокнот подходит для написания маленьких программок-экспериментов, но выбешивает при написании чего-то большего.

Многие привыкли работать в своих любимых Visual Studio, Eclipse, KDevelop и т.п. Я сам — убеждённый фанат Vim’а, окна терминала и кнопок Alt+Tab. Давно хотелось, чтобы сборка проектов для Arduino была такой же простой, как в официальной IDE, а вот их ужасный редактор на глаза больше не попадался. Тем более, что язык «Arduino» несмотря на позиционирование как отдельного, простого языка программирования — это не что иное, как C++. А собирается всё в конечном итоге инструментами avr-gcc.

Для решения проблемы Амперкой был создан Ino.

Читать дальше →

Всего голосов 20: ↑20 и ↓0 +20

Просмотры

13K

Комментарии 29

Наборы Arduino Амперка в Перми: 199-товаров: бесплатная доставка, скидка-76% [перейти]

Партнерская программаПомощь

Пермь

Каталог

Каталог Товаров

Одежда и обувь

Стройматериалы

Текстиль и кожа

Здоровье и красота

Детские товары

Электротехника

Продукты и напитки

Дом и сад

Мебель и интерьер

Сельское хозяйство

Промышленность

Все категории

ВходИзбранное

Наборы Arduino Амперка

4 540

5902

Набор для моделирования робота руки Ардуино (Arduino) 4DOF Mechanical Arm детей Тип: Электронный