Ардуино питание от 5, 9, 12 вольт, можно ли подключить или надо использовать преобразователь ?

 Ардуино один из популярнейших микроконтроллеров на сегодняшний день. Описывать все плюсы этой сборки мы не будем, ведь если вы зашли сюда, то явно не просто так, а видимо поняли, что без него вам не обойтись. Мы догадываемся и о том, что вас мучает совсем другой вопрос… Можно ли питать Ардуино напряжением 12 вольт? Ведь когда мы работаем с компьютером от USB, то Ардуино питается от того же компьютера — 5 вольтами. Здесь все хорошо, все согласовано и нет никаких проблем! Но как только Ардуино «отправляется на службу», ее питание по проводу от компьютера прерывается словно пуповина у новорожденного, а кормиться должны все:) Здесь и приходиться что-то мудрить. Так вот, как можно запитать Ардуино?

 

 Большинство плат требует наличие питания в диапазоне от 4.5 до 9 вольт через разъем внешнего питания и 4.5-5 вольт через USB. Однако в инструкции написано 7-12 вольт, то есть будем считать, что оптимальным вариант это 9 вольт.

 На самом деле из 9 вольт на плате получается 5 и 3,3 вольта. Для каждой цепочки питания на 5 и на 3.3 в на плате установлен свой стабилизатор напряжения. Вот как скажем на фото это lm1117 стабилизатор для 5 вольт, а далее на 3,3 вольта. Нас будет интересовать именно стабилизатор на 5 вольт, так как именно на нем будет гаситься напряжение, а значит рассеиваться мощность при подаче завышенного напряжения. Давайте прикинем что и как.

Сколько жрет Ардуинка

 Не трудно прикинуть что в среднем это выходы по 20-40 мА пусть штуки 3-4 и собственное энергопотребление и потери, порядка 50-70 мА. То есть 40*3+70=190 мА, ну так и есть! Однако если начнете вешать активные датчики, то есть то что еще надо и питать, то здесь еще плюсом 20-30 мА на каждый датчик. Обычно силы тока в 200-300 мA хватает, на этом и остановимся.

Ардуино при питании меньше 5 вольт

При меньшем напряжении работа будет нестабильной, порядка 3,4-4 вольт, а при последующем понижении не будет работать вовсе.

Ардуино питание от 5 вольт

 Этот вариант питание от компьютера. Реализовать такое питание можно также от зарядного устройства телефона или купив преобразователь на Али. В этом случае напряжение будет номинально и lm1117 не придется стараться над тем, чтобы понизить напряжение, а значит рассеивать будет нечего, разве что собственные потери. Однако это вариант подходит лишь для того чтобы «заливать» Ардуино. Если же уже все сделано и программа залита, то напряжение 5 вольт маловато. В этом случае при значительных нагрузках на выходы, возможны провалы в работе.

Ардуино питание от 9 вольт

 Можно ли запитать Ардуину от батарейки «Крона» или блока пальчиковых батареек? Можно! На холостом ходу или с минимальной нагрузкой она проработает у Вас не один месяц. А вот уже с небольшим увеличением нагрузки время автономной работы быстро сойдет на нет. Если как мы рассматривали выше повесить на батарейку что-то посложнее, вроде датчиков любящих покушать и светодиодов индикации в особом изобилии, то батарейки может хватить совсем не надолго. Говорить предметно в этом случае можно только лишь относительно каждого конкретного случая.
 Что же касается блока питания, то его необходимо подключать к разъему внешнего питания. То есть lm1117 надо будет погасить 4 вольт. Давайте прикинем какую мощность надо будет рассеять lm1117. Пусть ток потребления 250 мА.

 P=U*I=4*0.25=1 Вт.

 Вроде не так уж и много, да к тому же и спецификация 9 вольт для питания вполне допускает. Это напряжение учитывает все потери в элементах и стабилизаторе, а значит является одним из наиболее предпочтительных. Я бы сказал , что напряжение 79 вольт идеальный вариант для Ардуино.

Ардуино питание от 12 вольт

 Здесь опять же два варианта где взять 12 вольт, это либо БП, либо аккумулятор. Да, да Ардуино довольно активно используется в автомобилях, а там 12-14 вольт — везде! Именно на автомобилистов и будем ориентироваться. Итак 14 вольт, сколько же надо погасить lm1117. Несложно посчитать 14-5=9 вольт. Считаем сколько надо рассеять.

P=U*I=9*0.25= 2.25 Вт. Здесь рассеиваемая мощность подлетела аж в 2,5 раза, все в общем-то пропорционально напряжению. Здесь вопрос уже о том, выдержит ли lm1117 или нет. Если заглянуть в даташит это малышки, то там выходной ток 0,8 А, но на напряжении 1,2 в, то есть она выдает мощность 1,2*0,8=0,96 Вт. Конечно, мощность возможная рассеиваемая и возможная выходная это все же разные вещи, но как-то все же эти величины должны сопоставляться…  Кроме того, напряжение с которыми работает lm1117 до 13,8 вольт. Что может спасти, так это реализованная защита от перегрева и КЗ в микросхеме. По крайней мере в корпусе SOT-223 как у нас, подключать к 14 вольтам lm1117 не стоит. Все это на ваш страх и риск, а если уж сильно хочется, то с током не более чем на 1-2 светодиода, то есть 70-80 мА.

Как же подключить все-таки к 12 вольтам, получив 7-9 вольт и запитав Ардуино? Лучше всего использовать преобразователь или микросхему стабилизатор напряжения с более развитым корпусом скажем применяем микросхему lm7809 или КРЕН9, что одно и тоже. Корпус ТО-220, да еще лучше посадить на радиатор 5-10 кв. см из алюминия. Ток в этом случае до 2 А. Такой микросхемы с радиатором должно хватить! Далее приведена схема подключения для 7805, но 7809 подключается один в один!

Само собой ставим эту сборку до разъема питания. В итоге рассеиваемая мощность на падение напряжения в 2.,25 Вт будет рассеиваться частично на lm7809 и часть в самой Ардуино lm1117.

Питание для Arduino UNO r3 (Ардуино УНО)

В этой статье расскажу о нескольких простых способах как можно запитать (включить) Arduino UNO практически без денежных затрат. Уверен на 95% что у вас найдется все необходимое для этого дома, или у ваших соседей, в этом случае уверенность возрастает до 99% ))). Рекомендованное напряжение для питания Ардуино, от 7-12 вольт. Так как при напряжении менее 7 вольт возможна не стабильная работа платы, а более 12 возможен перегрев преобразователя напряжения и выход его из строя.
На моей практике питания 5V вполне достаточно для работы простейших схем и небольшого количества датчиков. Подключал одновременно дисплей 5110 и датчик DHT11, и они прекрасно себя чувствовали от 5-ти вольт. Для того чтобы поиграться и изучить принцип работы этого достаточно.

Варианты питания для Arduino UNO

Первый — кабелем от usb порта компьютера:
Такое подключение не только запитает Ардуинку, но и пригодится для заливки скетчей и библиотек. Если вы купили плату без кабеля, то такой кабель часто используется в принтерах, сканерах или МФУ — называется USB A-B.

Второй — кабель и зарядка:
Берем этот же кабель и зарядное устройство от мобильного телефона с usb выходом и выходным напряжением 5V. И подключаем через розетку.

Третий — блок питания от чего нибудь:
Возможно у вас есть ненужный (или нужный) блок питания от какой либо техники, который выдает напряжение от 5 до 12 вольт и от 300 до 1000 миллиампер на выходе. У себя нашел БП уже не помню от чего, он дает 9V и 500ma. Плюс еще на БП должен быть штекер нужного размера, если не подходит, тогда ищите нужного размера и перепаивайте. Найти его можно в интернете по запросу (штекер 5.5×2.5 мм)
Но прежде чем подключать, советую проверить выходящее напряжение мультиметром (на всякий случай). У меня один БП вместо написанных 9V выдавал почти 15.

Четвертый — от батареек:
Сначала сделаем автономное питание от батарейки типа Крона.
Для этого варианта понадобится переходник с кроны на разъем Arduino.

Его можно купить, или сделать самим. Что бы его сделать, понадобится дополнительная батарейка донор крона, и кабель с нужным разъемом.
Для начала нужно извлечь из донора контакты, разогнув сверху металлический корпус кроны.

Припаиваем заранее найденный или купленный провод или штекер к снятым контактам. При пайке главное не ошибиться с плюсом и минусом. Что касается штекера который подключается к Ардуино, то внутри находится плюс, а снаружи минус.
Припаивание проводов к снятой площадке с кроны происходит зеркально, там где у кроны плюс, припаиваем минус, а где минус паяем плюс. В итоге должно получится вот так.

Еще можно запитать от пальчиковых батареек, используя вот такие блоки. Их можно вытащить например из сломанной машинки на радиоуправлении, или купить на рынке.

Можно еще подать питание на пины ардуино, но об этом писать не буду. Так как мое мнение что таким способом пользуются довольно редко.

Напишите в комментариях, от чего и как вы запитали Arduino.

Питание для Arduino, востанавливаем ардуино

Микроконтроллер	ATmega328
Рабочее напряжение
Входное напряжение (рекомендуемое)	7-12 В
Входное напряжение (предельное)
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:

1. Питание от USB компьютера или другого устройства
2. Через разъем для питания
3. 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.

Неисправности и их решения

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.

напрямую подключать регулируемый контакт 5 В к 5 В?

Я бы хотел использовать батарею Arduino Uno R3 для регистрации данных. Я хочу подключить его напрямую к источнику питания с перезаряжаемой аккумуляторной батареей 5 В на шаге pin 5V

Я не хочу снабжать его напряжением 5 В на PowerJack или Vin потому что в этом нет необходимости, это приведет к снижению напряжения при питании 5 В на Vin и ненужному рассеянию мощности на U1 .

Давайте посмотрим на схему: http://arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf

Я отредактировал его, взгляните на зеленые области и синие дорожки (сначала игнорируйте желтую область):

Боюсь, что только подача его на этот pin 5V может привести к разрушению линейного регулятора U1 который регулирует напряжение> 5В + Vin до 5В.

Вопрос

• Допустимо ли и безопасно ли подавать регулируемое напряжение 5 В на pin 5V ?
• Должен ли я дополнительно добавить его в Vin ?

К сожалению, в техническом описании нет внутренней схемы для U1 (NCP1117ST50T3G).

Для интереса

Посмотрите на желтую область: я не прав или защитный диод перевернут? Разве у него не должно быть катода на USBVcc ?

Поскольку в трех ответах говорится, что это был бы самый безопасный способ снабдить Arduino регулируемым напряжением 5 В через USB, позвольте мне немного уточнить свой вопрос: я хотел бы вписать установку в небольшой корпус, поэтому я хочу избегать подключения USB-кабель, если это возможно.

За исключением случаев тестирования, когда это может произойти случайно, невозможно, чтобы Vin / VccUSB и Vcc 5V были доступны одновременно.

DimKo

Вот менее формальный способ взглянуть на это: подача питания непосредственно на вывод + 5В — это (почти) именно то, что происходит, когда Uno питается от USB. Так как USB-питание в порядке, по вашему дизайну все должно быть в порядке.

Внешнее регулируемое напряжение + 5 В также может подаваться в сеть USBVCC, например, с помощью кабеля USB-B.

Что касается второго вопроса, вы не должны подключаться к V_in. Выход NCP1117 может затем стать альтернативным, конкурирующим источником питания, и этого лучше всего избегать.

Аниндо Гош

Официальная позиция по подаче питания непосредственно на вывод 5 В на Arduino Uno такова:

5V. Этот вывод выводит регулируемое напряжение 5 В от регулятора на плате. Плата может питаться от разъема питания постоянного тока (7–12 В), разъема USB (5 В) или VIN-контакта платы (7–12 В). Подача напряжения через контакты 5 В или 3,3 В обходит регулятор и может повредить вашу плату. Мы не советуем это.

Тем не менее, подача регулируемых 5 Вольт на разъем VUSB (не разделенный как штырь, AFAIK) должна быть подходящим способом: это то, как плата обычно питается при работе от кабеля USB, поэтому очевидно, что падение напряжения приемлемо.

Кроме того, единственное падение напряжения на линии + 5 В при получении питания от VUSB — это падение сопротивления МОП-транзистора FDN340P от 70 до 110 мОм. Для типичных операций, которые не включают в себя возбуждение высоких токов от Uno, требование тока в 100 мА может привести к падению напряжения на 11 мВ , по грубой оценке.

Для простого способа питания VUSB просто освободите кабель USB, отсоединив его, и подайте 5 Вольт на VUSB и контакты заземления.

проезжий

Не рекомендуется официально

Arduino (компания) не рекомендует прямую подачу 5 вольт, потому что:

1. Целевая аудитория не всегда понимает, как устроена схема, и, как новички / нетехники, могут вызвать что-то плохое, например, подключить нерегулируемые 5 вольт к линии 5V и взорвать, что вызовет звонки в службу поддержки клиентов / возвраты / ремонт / прочее.
2. Непосредственная подача 5 вольт обходит метод автоматического определения / защиты по напряжению.

Как работает USB / внешний источник питания Arduino

Подача 5 вольт напрямую — это просто. USB-питание практически делает это, как и протокол / заголовок ICSP. USB имеет предохранитель PTC 500 мА на линии, и имеет Mosfet с p-каналом, которые сами по себе не обеспечивают никакой защиты. Но есть также LMV358 с надписью U5A , над этим mosfet. Это (половина) операционный усилитель, используемый в качестве компаратора. Если VIN обнаружен и выше 3,3 вольт, операционный усилитель USBVCC линию, отключая mosfet, USBVCC от линии 5V . Это позволяет без проблем использовать VIN и USBVCC одновременно. В противном случае у вас будет два источника питания, конкурирующих на одной шине (USB и регулятор на 5 вольт).

У мосфета есть диод для тела

Он является частью конструкции Mosfet, является внутренним и функционирует как защита от обратного напряжения, предотвращая обратную USBVCC питания 5V на USBVCC . Он отключен, когда Mosfet включен, и обратный смещен, когда выключен.

1. НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ USB И ВАШЕ 5В В ТО ЖЕ ВРЕМЯ!
   При вводе регулируемого напряжения 5 В на выводе 5 В вы пропускаете полезный механизм выбора источника питания. Вы также можете легко подключить 5 В к разъему USB или между разъемом USB и предохранителем USB PTC, но это приведет к ограничению в 500 мА. Если вам нужно больше тока, вы можете обойти предохранитель, но не Mosfet.
2. НЕ ЗАКРЫВАЙТЕ 5V на VIN !
   5-вольтовый регулятор в любом случае будет просто отличным, если только VIN не используется.

Коннор Вольф

Я думаю, что ты должен быть в порядке.

Из таблицы NCP1117 , стр. 10:

Судя по звуку таблицы данных, регулятор имеет внутренние защитные диоды, которые должны легко справляться с емкостной нагрузкой, присутствующей на VIN (с точки зрения этого (и прикрутить вас, сетевые метки и схемы без поиска), общую емкость через VIN составляет 47 мкФ).

Таким образом, даже если все конденсаторы на плате полностью разряжены, единственным током, который протекает через защитные диоды регулятора, является ток, необходимый для зарядки этого конденсатора 47 мкФ.

---

Если вы действительно обеспокоены или хотите быть особенно осторожными, вы можете поместить диод Шоттки между контактом 5 В и контактом Vin. Это предотвратит протекание обратного тока через регулятор (в основном, это то же самое, что D1 на диаграмме выше).

Вы также можете просто подключить контакт Vin к контакту 5 В и просто подать 5 В в гнездо постоянного тока. Имейте в виду, что если вы подпитываете Arduino больше, чем 5,5 В, вы можете что- то повредить.

MrAL

Другая идея может заключаться в том, чтобы подключить резистор 2,2 кОм от + 5 В к точке, обозначенной «CMP», которая является неинвертирующим входом для вывода 3 операционного усилителя. Это отключит питание USB + 5 В на плате, но все же разрешит связь через USB.

Конечно, SPST-переключатель для выключения резистора тоже подойдет, так что вы можете отключить эту новую функцию. Переключатель будет подключен последовательно с резистором 2,2 кОм. Если вы никогда не планируете снова использовать питание от USB, однако, переключатель не понадобится, только если иногда вам придется питать плату с помощью питания USB без внешнего источника питания + 5В.

Что бы вы ни проверяли, чтобы убедиться, что оно работает, измеряя выход LM358 при подключении внешнего источника питания + 5В.

Внешнее питание для Arduino UNO R3

Прочитано: 1 564

Задача: Как мне подключить внешний источник питания к плате Arduino UNO R3.

Когда меня что-то интересует, то я стараюсь со всем познакомиться самостоятельно, что можно попробовать руками, что нельзя эмулировать. Так я больше приобщаюсь к интересующемуся. Так вот однажды мне потребовалось запитать мою плату Arduino UNO R3 от внешнего источника питания, но вот как это сделать. Было прочитано море заметок, просмотрена куча видео и я понял. Сперва нужно посмотреть технические характеристики платы

Arduino UNO R3. Из этих характеристик я узнаю, что плата может питаться, как от USB подключения (что сейчас у меня и есть), так и от внешнего подключения (источника). Где внешний источник это батарейки/аккумуляторы или переменная сеть от розетки. Что хорошего, что мне не приходится заморачивать указывая как плате работать (а может и плохо, так бы узнал еще что-то нового), т. к. источник определяется самостоятельно.

Рекомендуемый источник напряжения (обозначается буквой U):

7-12В (Вольт)

Подключение платы Arduino UNO R3 и все что к ней подключено должно быть замкнуто, т. е. Как течет электрический ток от положительного «+» к отрицательному «-».

В качестве плюса используются пины «3.3V» и «5V».

Т.к. на плате имеется вот такой вот разъем: (DC power socket)

то к нему можно подключить штекер от адаптера питания. Я в своих захромах нашел подходящий.

Т.к. я только изучаю, то найдя неиспользуемый адаптер питания от сети 220В, я отрезал ту часть которая вставляется в оборудование, снял изоляцию.

У меня получилось два проводка, эти проводки подключаю к источнику питания напряжением 7 — 12 В, например к батарейке «Крона». Ниже скриншот получившегося проводка со штекером для наглядности.

На заметку: если плата Arduino UNO R3 проигнорировала подключение, то просто поменять местами проводки подключения к источнику питания, т. е. Ток к «+» и «-». И она заработает. Проверено. А лучше подключить к батереи проводки и мультиметром проверить где плюс, а где минус прежде чем подключать к плате Arduino UNO R3.

Вот таким вот образом составив для себя заметку я продвинулся чуть дальше чем обычно. Мне проще когда я самолично разбираю каждый шаг. На этом у меня все, с уважением автор блога

Олло Александр aka ekzorchik.

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. 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

Плата Arduino Uno — описание, схема, распиновка

Arduino Uno – плата от компании Arduino, построенная на микроконтроллере ATmega 328.

Плата имеет на борту 6 аналоговых входов, 14 цифровых выводов общего назначения (могут являться как входами, так и выходами), кварцевый генератор на 16 МГц, два разъема: силовой и USB, разъем ISCP для внутрисхемного программирования и кнопку горячей перезагрузки устройства. Для стабильной работы плату необходимо подключить к питанию либо через встроенный USB Разъем, либо подключив разъем питания к источнику от 7 до 12В. Через переходник питания плата также может работать и от батареи формата Крона.

Основное отличие платы от предыдущих – для взаимодействия по USB Arduino Uno использует отдельный микроконтроллер ATmega8U2. Прошлые версии Arduino использовали для этого микросхему программатора FTDI.

Несложно догадаться, что благодаря своему итальянскому происхождению, слова “Arduino” и “Uno” взяты именно из этого языка. Компания назвалась “Arduino” в честь короля Италии 11 века Ардуина, а Уно переводится с итальянского как “первый”.

Печатная плата Arduino Uno является Open-Hardware, поэтому все ее характеристики доступны в открытом доступе.

Длина и ширина платы составляют 69 мм x 53 мм.

Силовой и USB разъемы выступают за границы печатной платы на 2 мм.

Расстояние между выводами соответствует стандарту 2.54 мм, однако расстояние между 7 и 8 контактами составляет 4 мм.

Плата Arduino Uno имеет на борту 3 способа подключения питания: через USB, через внешний разъем питания и через разъем Vin, выведенный на одну из гребенок сбоку. Платформа имеет на борту встроенный стабилизатор, позволяющий не только автоматически выбирать источник питания, но и выравнивать ток до стабильных 5 вольт, необходимых контроллеру для работы.

Внешнее питание можно подавать как напрямую от USB порта компьютера, так и от любого AC/DC блока питания через разъем питания или USB.

На плате предусмотрено несколько выводов, позволяющих запитывать от нее подключенные датчики, сенсоры и актуаторы. Все эти выводы помечены:

• Vin – вход питания, используется для получения питания от внешнего источника. Через данных вывод происходит только подача питания на плату, получить оттуда питание для внешних устройств невозможно. На вход Vin рекомендуется подавать напряжение в диапазоне от 7В до 20В, во избежании перегрева и сгорания встроенного стабилизатора.
• 5V – источник пятивольтового напряжения для питания внешних устройств. При получении питания платой из любых других источников (USB, разъем питания или Vin) на этом контакте вы всегда сможете получить стабильное напряжение 5 вольт. Его можно вывести на макетную плату или подать напрямую на необходимое устройство.
• 3V3 – источник 3.3 вольтового напряжения для питания внешних устройств. Работает по такому-же принципу, что и контакт 5V. С данной ножки также можно вывести напряжение на макетную плату, либо подать на необходимый датчик/сенсор напрямую.
• GND – контакт для подключения земли. Необходим для создания замкнутой цепи при подключении к контактам Vin, 5V или 3V3. Во всех случаях ножку GND необходимо выводить как минус, иначе цепь не будет замкнута и питание (что внешнее, что внутреннее) не подасться.

Платформа Arduino Uno имеет на борту микроконтроллер ATmega328, который обладает Flash, SRAM и EEPROM памятью.

• FLASH – 32kB, из которых 0.5kB используется для хранения загрузчика
• SRAM (ОЗУ) – 2kB
• EEPROM – 1kB (доступна с помощью библиотеки EEPROM)

На плате выведены 14 цифровых пинов (контактов), любой из которых может работать как на вывод информации, так и на ввод. Для этого в коде программ применяются специальные функции:

Функция pinMode служит для задания режима работы контакта, будет-ли он работать на выход или на вход. В данной функции задается номер контакта, которым мы в дальнейшем собираемся управлять.

digitalRead()

Функция считывает текущее значение с заданного контакта – его значение может быть HIGH или LOW.

digitalWrite()

Функция передает определенное значение на заданный контакт – оно может быть HIGH или LOW.

Все выводы обладают пятивольтовой логикой, то есть выдают логическую единицу как напряжение 5В.

Каждый вывод платы имеет нагрузочный резистор номиналом 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА, но по умолчанию все они отключены.

Также, на контактных площадках Arduino Uno выведены специальные интерфейсы подключения различных цифровых устройств:

Arduino Uno имеет на своей платформе 6 аналоговых входов с разрешением 10 Бит на каждый вход. Данное разрешение говорит нам о том, что сигнал, приходящий на него, можно оцифровать в диапазоне от 0 до 1024 условных значений.

Считывать значения с данных контактов можно функцией analogRead(), а передавать значения – функцией analogWrite().

Так как Arduino Uno обладает пятивольтовой логикой, то и значение будет находиться в диапазоне от 0 до 5 вольт, однако при помощи функции analogReference() можно изменять верхний предел.

Данные выводы используются для обмена данными по протоколу UART. Контакт RX используется для получения данных, а контакт TX – для их отправки. Эти выводы подключены к соответствующим контактам последовательной шины схемы ATmega8U2 USB-to-TTL, выступающей в данном контексте в роли программатора.

Данные контакты могут конфигурироваться на вызов различных прерываний, когда программа останавливает выполнение основного кода и производит выполнение кода прерывания.

Вызов прерывания может быть задан по-разному:

• на младшем значении
• на переднем или заднем фронте
• при изменении значения

Более подробно прерывания описаны в отдельной статье нашей Вики.

С помощью данных контактов происходит подключение периферии, работающей через интерфейс SPI. Для работы с данным интерфейсом в среде Arduino IDE предусмотрена отдельная библиотека с одноименным названием.

При помощи данных контактов к Arduino можно подключать внешние цифровые устройства, умеющие общаться по протоколу I2C. Для реализации интерфейса в среде Arduino IDE присутствует библиотека Wire.

Для проверки вашего кода по ходу его написания, самый удобный способ индикации – встроенный светодиод. Подав значение HIGH на 13 контакт, он загорается на плате красным цветом, тем самым показывая, что условие вашей программы выполнилось (или наоборот, что-то пошло не так). 13 контакт удобно использовать в коде программы для проверки ошибок и отладки.

Кстати, хотим заметить, что последовательно к 13-ому контакту подключен резистор на 220 Ом, поэтому не стоит использовать его для вывода питания ваших устройств. 

Помимо всех вышеперечисленных, на платформе Uno имеется еще 2 дополнительных контакта.

AREF

Данный контакт отвечает за определение опорного напряжения аналоговых входов платформы. Используется только с функцией analogReference().

RESET

Данный контакт необходим для аппаратной перезагрузки микроконтроллера. При подаче сигнала низкого уровня (LOW) на контакт Reset, происходит перезагрузка устройства.

Данный контакт обычно соединен с аппаратной кнопкой перезагрузки, установленной на плате.

Для осуществления связи с внешними устройствами (компьютером и другими микроконтроллерами) на плате существует несколько дополнительных устройств.

На контактах 0 (RX) и 1 (TX) контроллер ATmega328 поддерживает UART – последовательный интерфейс передачи данных. ATmega8U2, выполняющий на плате роль программатора, транслирует этот интерфейс через USB, позволяя платформе общаться с компьютером через стандартный COM-порт. Прошивка, установленная в контроллер ATmega8U2, имеет на борту стандартные драйверы USB-COM, поэтому для подключения не потребуется никаких дополнительных драйверов.

Внимание! На платах китайского производства, вместо контроллера ATmega8U2 используется другой программатор – Ch440G, который не распознается Windows в автоматическом режиме. Для него необходимо установить дополнительный драйвер, о чем подробно написано в нашем блоге – Установка драйверов микросхемы Ch440G для Arduino.

При помощи мониторинга последовательной шины, называемого Serial Monitor, среда Arduino IDE посылает и получает данные от Arduino. При обмене данными на плате видно мигание светодиодов RX и TX. При использовании UART-интерфейса через контакты 0 и 1, светодиоды не мигают.

Плата может взаимодействовать по UART-интерфейсу не только через аппаратным, но и через программным способом. Для этого в среде Arduino IDE предусмотрена библиотека SoftwareSerial.

Также, на плате предусмотрены выводы основных интерфейсов взаимодействия с периферией: SPI и I2C (TWI).

Платформа Arduino Uno, как и все другие Arduino-совместимые платформы, программируется в среде Arduino IDE. Для работы с ней в настройках программы необходимо выбрать нужную платформу. Это можно сделать в верхнем меню -> Tools -> Boards -> Arduino UNO.

Выбор микроконтроллера зависит от того, какой стоит именно на вашей плате. Обычно это ATmega328.

Плата как правило поставляется уже прошитая необходимым загрузчиком и должна определяться системой в автоматическом режиме (за исключением плат на основе программатора Ch440G). Связь микроконтроллера с компьютером осуществляется стандартным протоколом STK500.

Помимо обычного подключения, на плате также размещен разъем ISCP для внутрисхемного программирования, позволяющий перезаписать загрузчик или загрузить прошивку в контроллер в обход стандартного программатора.

Обычно, в микроконтроллерах перед загрузкой кода предусмотрен вход платы в специальный режим загрузки, однако Arduino Uno избавлена от данного действия для упрощения загрузки в нее программ. Стандартно, перед загрузкой каждый микроконтроллер получает сигнал DTR (digital reset), но в данной плате вывод DTR подключен к микроконтроллеру ATmega8U2 через 100 нФ конденсатор и программатор сам управляет процессом загрузки новой прошивки в контроллер. Таким образом, загрузка прошивки происходит моментально после нажания кнопки Upload в среде Arduino IDE.

Эта функция имеет еще одно интересное применение. Каждый раз при подключении платформы к компьютеру с OC Windows, MacOS или Linux, происходит автоматическая перезагрузка платы и в следующие полсекунды на плате работает загрузчик. Таким образом, для избежания получения некорректных данных, во время загрузки прошивок происходит задержка первых нескольких байтов информации.

Arduino Uno поддерживает отключение автоматической перезагрузки. Для этого необходимо разорвать линию RESET-EN. Еще один способ отключения автоматической перезагрузки – подключение  между линиями RESET-EN и линией питания 5V резистора номиналом 110 Ом.

Для защиты USB порта компьютера от обратных токов, короткого замыкания и сверхнагрузки, на платформе Arduino Uno встроен автоматический самовостанавливающийся предохранитель. При прохождении тока питания более 500 мА через USB порт, предохранитель автоматически срабатывает и размыкает цепь питания до тех пор, пока значения тока не вернуться к нормальным.

Arduino Uno Rev3 SMD

Обзор Arduino Uno — это плата микроконтроллера на базе ATmega328 (таблица данных). Он имеет 14 цифровых входов / выходов (из которых 6 могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, кварцевый генератор 16 МГц, соединение USB, разъем питания, заголовок ICSP и кнопку сброса. Он содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью стандартного кабеля USB A-to-B или подключите к нему адаптер переменного тока в постоянный или аккумулятор, чтобы начать работу.Uno отличается от всех предыдущих плат тем, что не использует микросхему драйвера FTDI USB-to-serial. Вместо этого он оснащен Atmega16U2 (Atmega8U2 до версии R2), запрограммированным как преобразователь USB-to-serial.
Версия 2 платы Uno имеет резистор, соединяющий линию 8U2 HWB с землей, что упрощает переход в режим DFU.
Revision 3 платы имеет следующие новые функции: Распиновка

• 1.0: добавлены выводы SDA и SCL, которые находятся рядом с выводом AREF, и два других новых вывода, размещенных рядом с выводом RESET, IOREF, которые позволяют экранам адаптироваться к напряжению, подаваемому с платы.В будущем экраны будут совместимы как с платой, использующей AVR, которая работает с напряжением 5 В, так и с Arduino Due, которая работает с напряжением 3,3 В. Второй вывод — неподключенный, он зарезервирован для использования в будущем.
• Более сильная цепь сброса.
• Atmega 16U2 заменяет 8U2.

Сводка

• Микроконтроллер: ATmega328
• Рабочее напряжение: 5 В
• Входное напряжение (рекомендуемое): 7-12 В
• Входное напряжение (пределы): 6-20 В
• Цифровые контакты ввода / вывода: 14 (из которых 6 обеспечивают выход ШИМ)
• Аналоговые входные контакты: 6
• Постоянный ток на контакт ввода / вывода: 40 мА
• Постоянный ток для 3.Контакт 3 В: 50 мА Флэш-память
• : 32 КБ (ATmega328), из которых 0,5 КБ используется загрузчиком
• SRAM: 2 КБ (ATmega328)
• EEPROM: 1 КБ (ATmega328)
• Тактовая частота: 16 МГц

Мощность Arduino Uno может получать питание через USB-соединение или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически. Внешнее (не USB) питание может поступать либо от адаптера переменного тока в постоянный (бородавка), либо от батареи. Адаптер можно подключить, вставив 2.1-миллиметровый центрально-положительный штекер в разъем питания на плате. Выводы от аккумулятора можно вставить в контактные разъемы Gnd и Vin разъема POWER. Плата может работать от внешнего источника питания от 6 до 20 вольт. Однако при питании менее 7 В на вывод 5 В может подаваться менее пяти вольт, и плата может работать нестабильно. При использовании более 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон от 7 до 12 вольт. Выводы питания следующие:

• VIN. Входное напряжение для платы Arduino, когда она использует внешний источник питания (в отличие от 5 вольт от USB-соединения или другого регулируемого источника питания). Вы можете подавать напряжение через этот контакт или, если подаете напряжение через разъем питания, получить доступ к нему через этот контакт.
• 5В. Этот вывод выводит регулируемое напряжение 5 В от регулятора на плате. Плата может получать питание от разъема постоянного тока (7-12 В), USB-разъема (5 В) или от контакта VIN платы (7-12 В).Подача напряжения через контакты 5 В или 3,3 В обходит регулятор и может повредить вашу плату. Мы этого не советуем.
• 3В3. Источник питания 3,3 В, генерируемый бортовым регулятором. Максимальный потребляемый ток составляет 50 мА.
• ЗЕМЛЯ. Штыри заземления.
  Полное описание и характеристики Arduino можно найти здесь.
  Загрузите программное обеспечение Arduino здесь.

Как мне запитать Arduino?

В The Pi Hut мы предлагаем ряд различных плат для микро-разработки, для которых требуются немного разные источники питания.

Некоторые очень строги в своих требованиях к вводу; например, последняя версия Raspberry Pi 4 рекомендует как минимум 5 В при 3 А для стабильности, но некоторые из них более гибкие, например, Arduino Uno, который может принимать различные входные напряжения (6-20 В) и регулирует их до желаемого уровня. внутри на борту. Мало того, сами платы имеют разные входные порты питания, и некоторые из них могут получать питание в нескольких точках на плате! У нас есть простая разбивка того, что требуется для каждого устройства — ознакомьтесь с приведенными ниже руководствами о том, как наилучшим образом обеспечить питание каждого устройства:

Как мне подключить Raspberry Pi к питанию?

Как мне запитать мою Arduino?

Как мне привести в действие мой Beaglebone Black?

Как мне запитать Arduino?

Arduino Uno — более сложный зверь, чем Raspberry Pi! В отличие от Pi, в котором указаны точные требования к питанию, Arduino гораздо более гибок и может получать питание через несколько портов.Во многих отношениях это невероятно полезно, но может привести к некоторой путанице.

В The Pi Hut мы предлагаем несколько различных вариантов для питания вашего Arduino. Рекомендуемый блок — наш блок питания Arduino на 9 В, 2 А. Это зарядное устройство обеспечивает хорошее стабильное напряжение питания и гарантирует, что регуляторы напряжения Arduino не будут слишком сильно загружены. Этот модуль должен продлить срок службы вашего Arduino и позволить вам выполнять большинство простых операций по взлому.

Мы также предлагаем блок питания 12 В 2 А для Arduino.Это устройство предназначено для приложений с высокой мощностью или если вы хотите управлять цепью 12 В через контакты Vin. Это верхний предел рекомендуемого диапазона напряжения, поэтому пользователям рекомендуется использовать его только в случае необходимости.

Mode 1 — Штекер для цилиндра постоянного тока 5,5 мм / 2,1 мм (рекомендуется 9 В — 12 В при 2 А)

Более краткое объяснение различных требований см. Ниже, но самый простой ответ заключается в следующем. Arduino имеет входной порт цилиндрического разъема постоянного тока для питания.Домкрат для бочек имеет следующие требования:

• Адаптер должен быть DC (постоянный ток), а не AC (переменный ток)
• Заглушка цилиндра должна быть положительной по центру (средний штифт вилки должен быть положительным)
• Заглушка ствола должна иметь внутренний диаметр (ID) 2,1 мм.
• Заглушка ствола должна иметь внешний диаметр (OD) не более 5,5 мм.
• Рекомендуемое рабочее напряжение от 9 В до 12 В
• Рабочий ток рекомендуется равным 0.С 5А по 2А.
• Длина соединителя для цилиндра 9,5 мм или больше вполне достаточно.

Это ствол обычного размера, и вы увидите, что на многих наших изделиях есть 5,5 мм / 2,1 мм.

Рабочее напряжение

Arduino может работать от питания через этот порт от 6 до 20 В. Однако ключевое слово здесь — «может».

Если на плату подается напряжение менее 7 В, производительность устройства может стать нестабильной, и на выводе ввода-вывода 5 В может оказаться подача напряжения менее 5 В, что может привести к неправильной работе дополнительных схем.

И наоборот, использование источника питания с повышенным напряжением до 20 В приведет к тому, что регуляторы на плате будут работать на полную мощность, рассеивая дополнительное напряжение в виде тепла. Это неэффективно и может вызвать перегрев Arduino. Аналогия: вы можете везде управлять своей машиной на первой передаче, доведя ее до предела. Он доставит вас туда, куда вы собираетесь, но сократит срок службы вашей коробки передач и двигателя, доставит вас туда очень медленно и, вероятно, повредит ваши уши!

Следовательно, рекомендуемое напряжение составляет от 9 до 12 В.Это хорошая золотая середина, которая позволяет регуляторам платы легко рассеивать любое ненужное напряжение и дополнительно подавать правильное напряжение на различные контакты ввода / вывода на Arduino.

Следует отметить. Контакт Vin на входах / выходах Power Pins будет копировать входное напряжение, подаваемое через разъем питания, и действовать как выход этого напряжения. Таким образом, у вас фактически есть настраиваемый вывод выходного напряжения на Arduino, который будет копировать входное напряжение вашего источника питания.Например, если у вас есть реле на 9 В, вы можете запустить его прямо со своего вывода Vin Arduino, если у вас подключен блок питания на 9 В.

Рабочий ток

В отличие от напряжения, которое является «принудительным», ток — это потребление, которое цепь может подавать на источник питания, например блок питания будет обеспечивать разную силу тока в зависимости от нагрузки, приложенной к нему подключенным устройством. Следовательно, чем больше ток на выходе адаптера, тем лучше.Минимальное требование — 250 мА, что должно примерно работать на Arduino с некоторой степенью стабильности. Однако, если вы хотите запитать какие-либо внешние устройства (сервоприводы, светодиоды, USB-устройства и т. Д.), То диапазон от 0,5 А до 2 А обеспечит больший диапазон использования. Зарядное устройство с более высоким номинальным током обеспечит вам достаточно энергии для правильной работы каждого компонента цепи.

Некоторые полезные ограничения по току:

• Порт USB имеет отключение полифузора на 500 мА. Любые подключенные устройства, которые потребляют больше, чем это, скорее всего, вызовут нестабильность.
• Абсолютный максимальный ток, потребляемый одним цифровым или аналоговым выводом ввода / вывода, составляет 40 мА (рекомендуется <35 мА макс.), А общий максимальный ток, потребляемый всеми выводами ввода / вывода этого типа, вместе взятым составляет 200 мА.
• Если вы решили запитать схему через выводы Power I / O, максимальный выходной ток на выводе 3,3 В составляет 150 мА (рекомендуется при 50 мА).
Вывод
• 5V имеет максимальное потребление 0,8 А. Следует отметить, что цепи 3,3 В и 5 В объединены, поэтому 0,8 А также является суммарным максимальным током, потребляемым обоими этими контактами.Также следует отметить, что 0,8 А — это теоретический максимум, определяемый встроенными стабилизаторами напряжения. Чем тяжелее работают эти регуляторы напряжения, тем меньший ток вы сможете потреблять, поэтому более реалистичное максимальное значение составляет 0,5 А.
• Переменный вывод (Vin) обходит большую часть схем Adruino, поэтому нет реального максимума, кроме установленного диодом, который отделяет Vin от других схем на плате. Диод рассчитан на 1 А, а дорожки на плате рассчитаны на 2 А, поэтому теоретический максимум для Vin составляет 1 А.Мы видели сообщения о работе устройств с более высоким значением, замене диода или даже полном его обходе, но это не рекомендуется.

Некоторые реле могут потреблять большие токи при высоких нагрузках, поэтому следует соблюдать осторожность при питании периферийных устройств. Реально любое отдельное периферийное устройство, требующее более 0,5 А, всегда должно получать питание от дополнительного внешнего источника питания.

Режим 2 — через порт USB (5 В при 500 мА)

Arduino также может получать питание через порт USB на передней панели устройства (в мире Pi это называется резервным питанием!).Подавать питание через USB следует только от стабильного источника питания 5 В. Также следует отметить, что существует ограничение по току на портах USB в 500 мА, поэтому любое потребление тока, превышающее это, может вызвать нестабильность.

Подача напряжения на порты USB по существу сбрасывает это напряжение непосредственно на шину 5 В на Arduino (напрямую запитывая вывод 5 В). При таком способе питания следует соблюдать осторожность, так как подача напряжения на порты USB идет в обход регуляторов 5 В, что может повредить вашу плату, если будет подано неправильное напряжение!

Кроме того, Arduino имеет сбрасываемый предохранитель на портах USB с максимальной токовой защитой 500 мА.Это несколько ограничивает приложения, которые можно использовать при питании через USB. Если что-либо потребляет значительный ток (или несколько устройств потребляют вместе более 500 мА), встроенные полифункциональные предохранители, скорее всего, сработают, прерывая соединение до тех пор, пока нагрузка не будет снята. Это может привести к многократным перезапускам устройства или другому странному поведению!

Если Arduino обнаруживает, что есть бочкообразный источник и источник USB, подающие напряжение одновременно, Arduino автоматически переключается на бочкообразный источник, пока он подает достаточное напряжение (более 6.6В). Следовательно, пока подключен бочкообразный источник питания (и имеется достаточное напряжение), пользователю не нужно беспокоиться о приложенном напряжении USB. Здесь есть очень хорошее объяснение.

Режим 3 — Через ввод / вывод

Arduino имеет ряд контактов питания, как показано ниже. Они функционируют как входы или выходы в зависимости от того, как запитывается Arduino!

Выводы питания следующие:

• Вин.Vin можно использовать в качестве входа напряжения (вместо использования бочкообразного адаптера или USB). Напряжение должно быть в пределах 9–12 В, и оно регулируется внутри платы до 5 В. Vin также можно использовать как выход напряжения, копируя напряжение, подаваемое через адаптер цилиндра или USB.
• 5В. Этот вывод выводит регулируемое напряжение 5 В от регулятора на плате. На этот вывод может подаваться питание либо от бочкообразного адаптера, разъема USB или вывода Vin на плате. Вы можете подавать напряжение через вывод 5V, однако это обходит регулятор и может повредить вашу плату.Максимальный потребляемый ток составляет 0,8 А.
• 3V3. Выходное напряжение 3,3 В, генерируемое бортовым регулятором. На этот вывод может подаваться питание либо от бочкообразного адаптера, разъема USB или вывода Vin на плате. Максимальный потребляемый ток составляет 150 мА.
• GND. Контакты заземления.

Вы можете использовать ряд источников питания для Arduino через ввод / вывод, например: выводы от батареи, внешней цепи, сращивания источника питания и т. д. Поскольку Vin регулируется, можно безопасно использовать этот метод, хотя вы теряете дополнительную функциональность, полученную от использования Vin в качестве выхода, если это необходимо.

Дополнительная литература

Питание Arduino от батареи

Arduino с питанием от LiPo

Блок питания Arduino — 12В 2А — высоковольтный (универсальный)

Ищете блок питания для Arduino? Вы попали в нужное место!

Arduino UNO очень гибок, когда дело доходит до требований к питанию, и может работать через разъем DC Barrel Jack от источника питания от 6 до 20 В. Однако, если на плату подается напряжение менее 7 В, производительность устройства может стать нестабильной, а на выводе ввода / вывода 5 В может оказаться подача напряжения менее 5 В, что может привести к неправильной работе дополнительных схем.

И наоборот, использование источника питания с повышенным напряжением до 20 В приведет к тому, что регуляторы на плате будут работать на полную мощность, рассеивая дополнительное напряжение в виде тепла. Это неэффективно и может вызвать перегрев Arduino!

Следовательно, рекомендуемое напряжение составляет от 9 до 12 В. Это хорошая золотая середина, которая позволяет регуляторам платы легко рассеивать любую ненужную энергию и, кроме того, подавать правильное напряжение на различные контакты ввода / вывода на Arduino.

Примечание. Контакт Vin на контактах питания I / O копирует входное напряжение, подаваемое через разъем питания, и действует как выход этого напряжения.Таким образом, у вас фактически есть настраиваемый вывод выходного напряжения на Arduino, который будет копировать входное напряжение вашего источника питания .

У нас есть два разных типа в зависимости от вашего применения; вариант с напряжением 9 В и источник питания с более высоким напряжением 12 В. Оба будут работать отлично, но мы рекомендуем блок на 9 В для «большинства» приложений, если только вы не знаете, что вам нужен источник питания 12 В и не имеете в виду конкретное приложение.

Наши блоки питания Arduino — это центральный положительный цилиндрический штекер постоянного тока 5.5 мм / 2,1 мм и поставляется в универсальной упаковке, содержащей адаптеры UK 3 Pin, EU 2, US 2 и AUS 2 Pin для использования во всем мире!

Характеристики:

• Выход 12 В
• 2A Рабочий ток
• DC (постоянный ток)
• Центральный положительный
• Внутренний диаметр заглушки (ID): 2,1 мм
• Внешний диаметр заглушки (ID): 5,5 мм
• Светодиодный индикатор питания
• Вход: 100-240 В при 50 ~ 60 Гц
• Напряжение пульсации: 50 мВ макс.
• Длина кабеля: 1 м

Как запитать Arduino? Вин, 5В и 3.Контакты 3 В.

Контакты Vin, 5V, 3.3V и GND — это контакты питания Arduino.

Вы можете использовать вывод 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.

В качестве альтернативы вы можете подключить Arduino к выводу 5V с помощью внешнего регулируемого источника питания 5V. Это может быть сетевой адаптер, выдающий постоянные 5В, или преобразователь постоянного тока в постоянный. который подключен к батарее или набору батарей.

Вы можете использовать как вывод 5V, так и вывод 3.Контакт 3V для питания модулей, подключенных к Arduino. Но вы не можете использовать вывод 3,3 В для питания Arduino Uno / Nano.

Есть четыре разных способа питания Arduino:

Плата Arduino имеет два выхода питания:

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

модулей, используемых в этой статье.

Раскрытие информации: имейте в виду, что некоторые ссылки в этом посте являются партнерскими. ссылки, и если вы пройдете по ним, чтобы сделать покупку, я получу комиссию. Имейте в виду, что я связываю эти компании и их продукты из-за их качество, а не из-за комиссии, которую я получаю с ваших покупок.Решение остается за вами, и решать, покупать ли вы что-либо, полностью зависит от вас.

Питание Arduino от разъема Barrel.

Вы можете подключить источник питания от 7 до 12 вольт к разъему на корпусе Arduino.

Например, аккумулятор на 9В.Наконечник цилиндрического домкрата должен быть подключен к положительному выводу источника питания, и гильза блока питания должна быть подключена к отрицательному выводу блока питания.

Включение Arduino через PIN-код Vin.

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

Вывод Vin идет на вход бортового регулятора 5V. Источник питания, который вы подключаете к выводу Vin, должен быть от 7 до 12 В для надежной работы регулятора. Он преобразует нерегулируемое входное напряжение в стабильные 5 В для использования Arduino.

Штырь Arduino Vin и цилиндрический разъем одинаковы. Штифт Vin напрямую соединен с концом цилиндрического домкрата. Рукав подключается к GND. Это означает, что если вы запустите свой Arduino через соединитель ствола, тогда вы можете использовать вывод Vin как прямой нерегулируемый выход батареи.

Питание Arduino через вывод 5 В.

Если у вас есть внешний регулируемый источник питания, который выдает 5 вольт, затем вы можете подключить его напрямую к выводу 5V на плате Arduino. Вход на выводе 5V не должен превышать 5.5В вольт!

Если вы хотите использовать менее четырех батареек AA, Затем вы можете использовать повышающий преобразователь для повышения напряжения до стабильных 5 В. Три батареи АА, соединенные последовательно, дадут вам 1,5 * 3 = 4,5 В при полном заряде, и чуть больше 3В, когда почти пустой. Если электромагнитный шум для вас не проблема, Тогда вы можете купить эти дешевые преобразователи постоянного тока в постоянный на eBay или AliExpress.

Я сделал видеоурок по работе вашего Arduino на одной батарее AA:

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

Понижающие преобразователи более эффективны, чем линейные регуляторы. Они преобразуют входную мощность на другой уровень напряжения. Линейные преобразователи «сжигают» избыточное напряжение и поэтому плохо работают с аккумуляторами. Они тратят энергию, превращая ее в тепло. Преимущество линейного регулятора в том, что он менее подвержен электромагнитным помехам.Если эти электрические помехи не имеют значения в вашей цепи, тогда вы можете купить дешевые понижающие преобразователи постоянного тока в постоянный на eBay.

Регулятор 5V на плате Arduino также является линейным регулятором.

Когда вы подключаете свой Arduino к выводу 5V, тогда контакт Vin не используется. Вы не можете запитать свои датчики и модули от контакта Vin.

Питание Arduino через USB-кабель.

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

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

Вывод 5 В в качестве выхода питания.

Вы можете использовать вывод 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 запитываете Arduino с помощью USB-кабеля. Встроенный стабилизатор напряжения рассчитан на 800 мА, но из-за проблем с рассеиванием мощности, вы не должны превышать 400–500 мА.

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

Вывод 3,3 В в качестве выхода питания.

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

Он может обеспечивать ток от 100 до 150 мА. Регулятор 3.3V подключен к выходу регулятора 5V. 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 подключите устройство с напряжением 3,3 В к разъему 3.Вывод 3V, то он тоже ограничивает максимальный ток, который вы можете использовать для модулей 5V, подключенных к выводу 5V.

Четыре способа включения Arduino Uno

Arduino Uno претерпела множество изменений, и, следовательно, схема питания Arduino превратилась в почти надежную конструкцию. В этом проекте мы узнаем о четырьмя различными способами, которыми мы можем включить Arduino Uno .При создании любых проектов Arduino необходимо знать эти методы, поскольку бывают случаи, когда требуется гибкость в отношении источника питания.

Вещи, необходимые для включения Arduino Uno

Нам понадобится следующее устройство, чтобы узнать, как включить Arduino Uno.

Обратите внимание, что приведенные выше ссылки являются партнерскими ссылками, и ваши покупки по этим ссылкам позволяют нам поддерживать этот блог.

Изображения (вещи, необходимые для подачи питания на Arduino Uno)

Какова процедура включения Arduino Uno?

Современные платы Arduino Uno позволяют одновременно подключать к плате более одного источника питания.Интеллектуальная схема переключения гарантирует, что будет выбрано максимально возможное напряжение, которое будет отправлено на бортовой регулятор напряжения и, в конечном итоге, включит плату. Мы подробно рассмотрели принципиальную схему блока питания Arduino Uno здесь.

Мы можем включить Arduino, используя питание от компьютера через USB-кабель и / или используя внешние источники питания.

1. Использование USB-кабеля. Arduino Uno, питание которого осуществляется с помощью USB-кабеля.

USB-порт Arduino Uno может быть подключен к настольному компьютеру / ноутбуку.Если соединение пронумеровано, то есть компьютер распознает устройство, ток, подаваемый на плату, составляет 500 мА при 5 В. Если соединение не указано, 100 мА подается при 5 В.

Перечисление USB

Это процесс, с помощью которого главный компьютер идентифицирует устройство для загрузки соответствующего драйвера и изучает возможности устройства

2. Использование адаптера переменного тока в постоянный, подключенного к цилиндрическому разъему Цилиндр разъем диаметром 2,1 мм.Центральный контакт положительный, а внешняя гильза заземлена. Arduino Uno получает питание с помощью адаптера 9 В переменного / постоянного тока.

Цилиндрический разъем может иметь входное напряжение 7–12 В. Он регулируется бортовым регулятором напряжения до 5 В, и на плату подается питание.

3. Использование входа 5 В Стабилизатор напряжения может использоваться для подачи фиксированного входа 5 В для питания Arduino

. Можно включить Arduino с помощью контактов 5 В и GND, при условии, что данный вход стабильный и регулируется 5В.Вывод 5V обходит регулятор напряжения и все меры безопасности, имеющиеся на Arduino Uno, поэтому, если входное напряжение превышает 5 В (5,5 — максимальный верхний предел), плата может быть повреждена. Обычно рекомендуется избегать включения Arduino Uno этим методом.

4. Использование батарей с напряжением более 5 В Схема подключения для подачи питания на плату с использованием батареи 9 В

Подключите батарею 9 В с положительной клеммой, подключенной к контакту Vin, а отрицательная клемма, подключенной к контакту GND.Порт Vin позволяет подавать напряжение от 7 до 12 Вольт, но мы рекомендуем использовать батарею на 9 В. В зависимости от вашего приложения вы также можете ввести 12 В, но убедитесь, что текущие значения остаются около 500 мА.

5. Бонусный метод: использование экрана батареи

Этот метод предложен читателем в разделе комментариев ниже, и я думаю, что его стоит добавить в основной пост.

Вот этот изящный маленький щиток Arduino Uno, который вмещает две батареи. Вы можете просто подключить его к розеткам вашего Arduino Uno, и все готово.Экран аккумулятора / блока питания можно заряжать с помощью простого кабеля micro USB. Он выдает стабильное напряжение 5 В, которое можно использовать для включения Arduino. Вы можете использовать кабель USB B или простую перемычку для подключения к источнику питания 5 В.

Более того, в зависимости от того, на сколько хватит ваших батареек, вы можете сделать свой проект беспроводным и портативным. Конечно, это отличная особенность. Вы можете купить аккумуляторную батарею на Amazon здесь. У Ali Express могут быть более дешевые варианты, которые вы, возможно, тоже захотите проверить.

Меры предосторожности, которые необходимо предпринять перед включением Arduino Uno

• Если цилиндрический разъем и адаптер AC-DC используются для питания Arduino, убедитесь, что выход адаптера находится в диапазоне 7-12 В. Хотя номинальное входное напряжение может превышать 20 В, можно безопасно оставаться в пределах рекомендуемого диапазона, чтобы защитить регулятор напряжения от чрезмерного нагрева. Также проследите, чтобы контакты GND и Vin не были закорочены.
• Но если вы используете контакты 5V и GND для питания Arduino, обязательно, чтобы вход 5V был стабильным и устойчивым.
• Если контакты Vin / 5V и GND используются для питания Arduino, дважды проверьте полярность, потому что, если контакты GND и 5V / Vin перепутаны, это может потенциально повредить плату Arduino.

Устранение неполадок

Если Arduino Uno не распознается главным компьютером, возможно, он не потребляет достаточный ток. Чтобы исправить это, попробуйте использовать порт USB 2.0, если вы использовали порт USB 3.0. В дополнение к этому, вы также можете попробовать заменить USB-кабель.Однако, если ничего из этого не работает, вы можете вручную установить Arduino Uno.

Эта статья является частью нашего бесплатного курса Arduino для начинающих. Отличный прогресс после включения вашего Arduino — это подключить ЖК-дисплей к Arduino и отобразить вашу первую программу HelloWorld.c. Или вы можете просто подключить двигатель постоянного тока или датчик температуры и влажности к Arduino. Ознакомьтесь также с нашими руководствами по программированию Arduino IDE и Arduino.

Если у вас возникнут проблемы при включении Arduino Uno, сообщите нам об этом в комментариях, и мы постараемся устранить ваши проблемы.

Об авторе

Умайр имеет степень бакалавра электроники и телекоммуникаций. Он также имеет диплом о высшем образовании в области проектирования встроенных систем Центра развития передовых вычислений (Пуна, Индия). В настоящее время Умайр получает степень магистра электронной инженерии в Университете Хартфордшира (Хатфилд, Великобритания).

Подайте питание на плату микропроцессора

Сегодня в этом руководстве я опишу способы питания платы Arduino и подробно расскажу о некоторых из лучших источников питания Arduino, доступных на рынке.

Зачем вам нужен внешний источник питания для Arduino?

Микропроцессорная плата Arduino — это платформа с открытым исходным кодом для завершения вашего проекта по разработке различных видов электроники и робототехники . От системы домашней автоматизации до устройства наблюдения за воздухом, от автоматического открывателя гаражных ворот до удобной кофеварки на кухне; вы можете создавать множество инновационных и полезных схем электроники с помощью Arduino UNO и других плат Arduino. Но когда вы собираетесь использовать Arduino UNO или любую другую печатную плату в автономном режиме, возникает одна серьезная проблема, а именно — ресурс питания для платы.Мы не можем точно сказать, что это проблема, но если у вас недостаточно вариантов, она может стать одной из них.

Получив знания о том, как запитать печатную плату Arduino, мы рассмотрим некоторые из самых популярных внешних источников питания на рынке.

Блок питания Arduino

1. Адаптер питания TB Tbuymax Arduino 9 В

Этого адаптера блока питания 9 В достаточно для настройки вашего проекта Arduino. Этот высококачественный настенный адаптер переменного тока в постоянный обеспечивает защиту от перегрузки, перенапряжения и коротких замыканий.

Технические характеристики и особенности блока питания Arduino 9V от TB Tbuymax :

• Этот блок питания совместим с Arduino UNO Rev3, MEGA 2560, Arduino Due, Elegoo UNO R3 и всеми другими устройствами, которым требуется входное напряжение 9 В. .
• Он имеет рабочий ток от 100 мА до 1500 мА и диапазон напряжения 100 ~ 240 В.
• В комплект поставки входит шнур питания длиной 6,6 футов, позволяющий установить на достаточном расстоянии от настенного адаптера.
• Кабель подходит к любой плате микропроцессора, имеющей цилиндрический разъем размером 5.5 мм x 2,1 мм.
• Компания предоставляет годовую гарантию, так что вы можете без проблем совершить покупку.

---

2. Адаптер питания SunFounder 9 В для Arduino UNO

Компания-производитель электроники SunFounder разработала этот адаптер питания 9 В для Arduino с настенным бородавкой специально для плат Arduino UNO и MEGA. Если ток вашего устройства составляет менее 650 мА, то это идеальный адаптер, который вы можете получить для него.

Характеристики и спецификации блока питания SunFounder для Arduino :

• Этот адаптер питания 9 В можно использовать с платами Arduino MEGA 2560/1280, Arduino UNO и Duemilanove.
• Благодаря центрированному цилиндрическому соединителю, он удобно сочетается с портом цилиндрического соединителя (положительным / отрицательным) размером 5,5 x 2,1 мм.
• Доступен с кабелем длиной 6 футов или 3 фута, который поможет вам сделать покупку в соответствии с вашими потребностями.
• Он имеет диапазон входного напряжения от 120 В до 240 В и выходного напряжения 9 В постоянного тока.
• На это устройство предоставляется 12-месячная гарантия от производителя.

---

3.ALITOVE Блок питания Arduino 5V

Этот адаптер питания Arduino 5V от ALITOVE, соответствующий требованиям безопасности CCC / CE, является хорошим вариантом для небольших проектов в области электроники. Но будьте осторожны, используя его на улице в сезон дождей, так как он не имеет водонепроницаемой конструкции.

Технические характеристики и особенности блока питания ALITOVE Arduino 5V :

• Он имеет диапазон входного напряжения от 100 до 240 вольт и обеспечивает выход постоянного тока 5 вольт.
• Автоматически отключает питание при перегрузке по напряжению или тепловой перегрузке.Также защищает плату микропроцессора от коротких замыканий.
• Стабильная и постоянная выходная мощность 5 В обеспечит защиту вашего оборудования от разрушения.
• Этот источник питания 5 В идеально работает с платами Arduino, которым требуется небольшая входная мощность для работы, и совместим с такими устройствами, как системы безопасности, видеонаблюдение, компьютерные проекторы и т. Д.
• Вам не нужно делать пайку для подключения к нему проводов, так как это поставляется с гнездовым разъемом постоянного тока, который помогает вам прикручивать провода.

---

4. Адаптер питания Cinolink 9V 1A для Arduino

Этот адаптер питания 9V Arduino от Cinolink изготовлен специально для нужд электронных проектов. Если ваша установка требует тока менее 1000 мА, то это идеальный источник питания на 9 В, который вы можете получить.

Технические характеристики и особенности Cinolink Arduino 9V Power Supply Adapter :

• С положительным центральным контактом он обеспечивает выходную мощность постоянного тока 9V 1A.
• Этот блок питания от Cinolink сертифицирован UL и поэтому всегда обеспечивает качественную выходную мощность.
• Длина кабеля составляет около 5,3 фута, чего достаточно для настройки проекта Arduino на приличном расстоянии от стены.
• 5,5 мм x 2,1 мм DC плюс измерения делают его совместимым с большинством конструкций.
• Он доступен по более низкой цене, чем другой источник питания 9 В для Arduino, что может помочь ему стать первым выбором для новичков.

---

5.SainSmart 1A Блок питания Arduino 12 В

Другой гигант электроники компания SainSmart представила адаптер питания 12 В для проектов Arduino . Благодаря своей высокой емкости он может удовлетворить требования к питанию высокотехнологичной электроники и схем.

Характеристики и характеристики блока питания SainSmart Arduino 12 В :

• Этот высококачественный адаптер имеет диапазон входного напряжения от 100 до 240 В и выходное напряжение 12 В (1 А).
• Размеры разъема 5,5 x 2,1 мм достаточны для большинства портов подключения цилиндра.
• Он обеспечивает постоянную, стабильную и надежную выходную мощность для защиты вашего оборудования от любых электрических повреждений.
• Он считается одним из самых популярных адаптеров питания 12 В для Arduino UNO R3 , Arduino Mega и других плат микропроцессоров.
• На продукт предоставляется гарантия производителя сроком на 1 год, что позволяет сделать покупку без проблем.

---

Как подключить Arduino UNO или другую плату Arduino?

Есть четыре основных способа питания Arduino.Давайте посмотрим на них ниже:

Внешние источники питания для Arduino:

1) Блок питания Arduino

Это то, что мы обсуждаем сегодня. На рынке доступно несколько вариантов питания вашей платы Arduino. Но есть блоки питания для Arduino 12 В и блоки питания для Arduino на 5 В, которые обеспечивают стабильное напряжение в соответствии с потребностями в низкой или высокой мощности вашей установки Arduino.

2) Батарейки

Для питания Arduino UNO от батарей вам необходимо выполнить соединение с помощью проводов.Создайте ссылку на положительную, отрицательную и заземляющую клеммы, чтобы использовать батарею 9 В для Arduino. Вы также можете использовать батареи на 5 В, 7 В или 12 В в зависимости от требований вашего проекта Arduino, но при этом позаботьтесь об относительных значениях тока.

3) USB-кабели

USB-кабели используются для прямого питания вашей установки Arduino с вашего ПК или ноутбука. Вам просто нужно подключить USB-кабель к USB-порту вашего Arduino UNO и вашего компьютера. Когда вы включаете компьютерную систему, она распознает USB-устройство, запускает совместимые драйверы и подает питание на Arduino.

4) Адаптер переменного тока в постоянный

Вы можете использовать адаптер переменного тока в постоянный, который будет вставлен в цилиндрический соединитель, обеспечивающий питание в диапазоне от 7 В до 12 В. Однако встроенный регулятор напряжения регулируется до 5 В в соответствии с требованиями платы, и ваш Arduino получит питание.

Заключение

Итак, мы рассмотрели лучшие блоки питания Arduino и то, как запитать плату Arduino с помощью внешних источников питания. Надеюсь, вам понравилось читать содержание и вы нашли информацию полезной.

Расскажите миру о своих мыслях в разделе комментариев ниже.

Рекомендации по источникам питания микроконтроллера для Arduino

Питание Arduino имеет немного волшебства. Когда я впервые начал с ними работать, для меня это было неочевидно, но в Arduinos есть встроенные регуляторы. Использование этого преимущества позволяет увеличить длину проводки источника питания за счет использования источника питания с более высоким напряжением, чем номинальные 5 В или 3,3 В, необходимые микроконтроллеру (MCU) для логических уровней. Некоторые Arduino принимают входное напряжение от 6 до 16 В постоянного тока, что намного выше максимального номинала микроконтроллера, но плата Arduino точно регулирует напряжение питания, а также дополнительную мощность для периферийных устройств Arduino.Я видел, как опытные инженеры были сбиты с толку относительно аргументов в пользу питания 3,3 В Arduino от источника питания 9 В постоянного тока, пока им не объяснили это.

Требования к питанию микроконтроллера

Часто упускается из виду выбор подходящего источника питания для микроконтроллеров. Хотя сосредоточенные усилия и предусмотрительность могут заключаться в деталях самой конструкции, многие проблемы с производительностью и надежностью могут быть связаны с выбором и возможностью подключения источника питания.Семейство плат для разработки Arduino предлагает решения для этих проблем, но легко ошибиться, не зная, какие варианты доступны при разработке. Это не так просто, как сказать, что Arduino 5 В использует источник питания 5 В постоянного тока, а Arduino 3,3 В использует источник питания 3,3 В постоянного тока.

Требования к питанию Arduino

Многие Arduinos используют микроконтроллер ATmega328P. ATmega328 от Microchip имеет широкий диапазон допустимых значений напряжения постоянного тока.(Vcc — это регулируемое напряжение питания постоянного тока, необходимое для работы ИС, и его часто называют напряжением питания для ИС.) Чаще всего Arduinos предназначены для работы либо с логикой уровня 3,3 В для низкого энергопотребления, либо с логикой 5 В для быть совместимым с устаревшими логическими устройствами TTL. Приведенные ниже примеры относятся к устройствам с напряжением 3,3 В постоянного тока, для которых более важны параметры источника питания. Однако те же принципы применимы к устройствам на 5 В постоянного тока.

Рисунок 1: Технические характеристики платы Arduino. (Источник: www.arduino.cc)

Пример: Arduino Pro Mini

Во-первых, давайте предположим, что схема использует что-то вроде Arduino Pro Mini. Максимальный ток, потребляемый Arduino, составляет 200 мА. Маловероятно, что сам Arduino будет потреблять 200 мА, но предположим, что между Arduino и другими подключенными к нему устройствами они потребляют в общей сложности 200 мА. В таблице данных ATmega328p показано, что минимальное напряжение высокого логического уровня на выводе составляет 90% от Vcc. Таким образом, если Vcc составляет 3,3 В постоянного тока, минимальное напряжение на выводе, которое будет считаться высоким логическим уровнем, равно 0.9 * 3,3 В = 2,97 В постоянного тока. Любое значение, видимое на цифровом выводе ниже 2,97 В, находится в неопределенном диапазоне и приведет к непредсказуемым результатам от Arduino.

Между источником питания и Arduino всегда есть некоторое расстояние. Чем больше расстояние, тем больше потеря напряжения в проводке источника питания. Но сколько потеряно? Поскольку 26 AWG — это обычный выбор для проводки цепей малой мощности и он находится на меньшем конце диапазона калибра проводов, в нем меньше меди. Меньше меди означает меньшую стоимость.Многожильный кабель 26 AWG — хороший выбор из-за гибкости прокладки проводов. 26 AWG достаточно велик, чтобы выдерживать 2,2 А для проводки шасси, что более чем в десять раз превышает потребляемый ток 200 мА, который мы указали для максимального тока, потребляемого Arduino для нашей конструкции. Источник питания 3,3 В постоянного тока и 26 AWG кажутся отличным выбором, но давайте рассмотрим его поближе.

Потеря линии источника питания

Качество провода 26 AWG имеет сопротивление 40,81 Ом на 1000 футов или 40.81 миллиом на фут. При токе 200 мА по проводам источника питания у нас будет падение напряжения на каждый провод, как показано ниже. Имейте в виду, что нам нужно проложить провод от источника питания к Arduino, а затем обратно к отрицательной стороне источника питания. Мы видим, что на высоте десяти футов мы потеряли 5 процентов нашего источника 3,3 В постоянного тока. На высоте 20 футов мы потеряли почти 10 процентов. Это действие снижает напряжение, подаваемое на Arduino, до 4,5 В; нижний предел гарантированного максимального высокого напряжения цифровой логики.

Таблица 1: Потери в линии. Расстояние указывает физическое расстояние между платой и источником питания. (Источник: Автор)

Двадцать футов кажется разумным расстоянием для большинства приложений. Однако до этого момента мы учитывали только сопротивление самого провода.

Контактное сопротивление

Контактное сопротивление часто не принимают во внимание или даже не понимают. Сопротивление провода 26 AWG составляет 40,81 Ом на 1000 футов в зависимости от диаметра поперечного сечения провода.Однако в каждой точке проводки, где мы разместили соединение, мы создали точку, в которой поперечное сечение пути тока уменьшается и, следовательно, имеет более высокую точку сопротивления.

Соединение круглого разъема приведет к контакту штифта со стволом только в точке касания. Соединители лезвий дают такую ​​же уменьшенную площадь по всей поверхности. Даже винтовой зажим не может соответствовать сопротивлению поперечного сечения самого провода. Учтите, что любая оконечная нагрузка со временем подвержена окислению и повышенному сопротивлению из-за многократного подключения и отключения проводов в течение срока службы системы.Каждая из этих точек может легко иметь контактное сопротивление 40 миллиом. Верно; каждая точка подключения может добавить эквивалентное сопротивление 1 фута провода 26 AWG. С двумя подключениями к Arduino и двумя подключениями к источнику питания любая система будет иметь как минимум 4 завершения. Теперь у нас есть потери в источнике напряжения 5 процентов на 8 футах и ​​10 процентов на 18 футах между Arduino и его источником питания.

Таблица 2: Потери в линии и контактное сопротивление

Выбор одного источника питания — различные расстояния?

Следовательно, при типичной схеме подключения источника питания мы теряем пять процентов от 3.Напряжение источника 3 В между источником питания и Arduino на высоте восьми футов и 10 процентов на расстоянии 18 футов. Проще говоря, если бы мы использовали регулируемый источник питания постоянного тока, мы могли бы увеличить напряжение, чтобы компенсировать потери в линии и сопротивление контактов. Однако блоки питания дороги и занимают много места. Обычно во встроенных системах разработчики стараются иметь общий источник питания для нескольких встроенных контроллеров. Если один контроллер находится в одном футе от источника питания, а последний — в 20 футах от источника питания, разработчик должен тщательно уравновесить каждый встроенный контроллер в пределах надлежащего диапазона.

Варианты источников питания Arduino Конструкции Arduino

позволяют обойти проблемы источника питания с потерями в линии и контактным сопротивлением, обеспечивая встроенное регулирование. Однако есть несколько способов питания Arduino, и не все из них обеспечивают преимущества встроенного регулирования:

USB Power — USB-кабель обычно используется для программирования Arduino через интегрированную среду разработки Arduino (IDE). Кабель USB не только обеспечивает диагностику через последовательный монитор IDE, но также обеспечивает питание 5 В постоянного тока для Arduino через контакт USB Vcc.Питание 5 В USB используется для непосредственного питания 5 В Arduino, или оно понижается, если это 3,3 В Arduino.

Питание 5 В или 3,3 В — Разработчик может подать соответствующее напряжение на выводы питания 5 В или 3,3 В Arduino. Эти контакты подключены непосредственно к контактам питания MCU на плате Arduino. Однако подача питания на эти контакты приведет к тому, что микроконтроллер Arduino станет восприимчивым к потерям в линии и потере контактного сопротивления от источника питания, упомянутого ранее.

Vin или Raw — Arduino может иметь этот вывод с пометкой «Vin» или «RAW» в зависимости от используемого варианта Arduino. Распространенной ошибкой является подключение к этому выводу источника питания 5 В или 3,3 В. Проблема в том, что у вас не только потери в линии и потери сопротивления контактов, упомянутые ранее, но и то, что этот вывод является входом во встроенную схему регулирования. Как и любой другой регулятор напряжения, вам необходимо подать на устройство немного больше напряжения, чем вы ожидаете получить от него.Если мы подадим 3,3 В постоянного тока на Vin, мы потеряем около 0,5 вольт через регулятор. Это означает, что микропроцессор и подключенные периферийные устройства будут работать в лучшем случае только от 2,8 В постоянного тока. В сочетании с нашими отмеченными потерями в линии и потерей контактного сопротивления, мы можем работать значительно ниже требуемого уровня напряжения.

Таблица 3: Потери в линии, сопротивление контактов и потери регулятора

В _IN штырь, правильно используемый

Несмотря на описанную выше проблему, использование выводов V _IN или RAW является решением проблемы потери напряжения источника.На плате Arduino контакты V _IN или RAW являются входом для регулятора напряжения на плате Arduino. Все, что нам нужно сделать, это подать напряжение в указанном диапазоне, чтобы получить желаемый регулируемый выход на Arduino. Напряжение питания от 6 до 12 В постоянного тока, приложенное к Vin, или RAW, будет обеспечивать питание микроконтроллера Arduino, преодолевать любые потери напряжения на линии или контактном сопротивлении и обеспечивать выходную мощность на контакты 5 В и 3,3 В Arduino для питания периферийных компонентов. Диапазон входного напряжения Arduino основан на требованиях к напряжению на всей плате, включая энергию, необходимую микроконтроллеру для питания периферийных устройств.

Заключение

Стандартные блоки питания в диапазоне от 7 до 12 В не так распространены, как блоки питания 3,3 или 5 В постоянного тока, но они доступны. Заманчиво использовать более распространенные источники питания 5 В постоянного тока и 3,3 В постоянного тока для плат Arduino, но, судя по приведенным выше фактам, необходимо использовать менее распространенные альтернативы для наилучшего регулирования и производительности микроконтроллера.

.