Wie kann man Arduino sicher mit Strom versorgen, ohne das Entwicklungsboard zu beschädigen? Schritt für Schritt Anleitung

Es ist nicht nur besteht ein Arduino – Projekt erstellen und das ist es, aber es gibt auch einige Faktoren, die die Entwicklung beeinflussen können, als auch als der Betrieb des Boards, müssen berücksichtigt werden. Aus diesem Grund ist es bei der Erstellung eines Projekts mit Arduino oder einem anderen Mikrocontroller wichtig zu wissen, wie es mit Strom versorgt wird und bei Verwendung von Batterien, welche Autonomie diese haben sollten.

Dies ist für seine Nutzungsdauer von wesentlicher Bedeutung. Es muss auch berücksichtigt werden, dass bei der Stromversorgung des Mikrocontrollers auch Aktoren und Sensoren mit Strom versorgt werden Projekt zu Fehlfunktionen.

Derzeit gibt es verschiedene Möglichkeiten, ein Arduino-Board mit Strom zu versorgen , eine der gebräuchlichsten ist über USB, wobei es direkt an den Computer angeschlossen bleibt . Es gibt jedoch andere Möglichkeiten, dies zu tun, deshalb werden wir Ihnen hier beibringen, wie Sie  den Arduino sicher mit Strom versorgen, ohne Ihr Board zu beschädigen.

Was sollten wir bei der Stromversorgung meiner Arduino-Boards beachten?

Derzeit sind Arduino-Boards sehr vielseitig und unterstützen verschiedene Arten der Stromversorgung. Bevor jedoch die Durchführung der Fütterung Prozess, es ist wichtig , zu berücksichtigen mehrere Aspekte zu nehmen, da dies verhindern einen Fehler von auftretenden oder eine Fehlfunktion auftritt , das könnte dazu führen , Schäden an der Platine.

Auf diese Weise zeigen wir Ihnen hier die verschiedenen Aspekte, die bei der Durchführung dieses Verfahrens zu berücksichtigen sind:

Die Art des Adapters

In diesem Fall müssen Sie mit dem verwendeten Adaptertyp sehr vorsichtig sein , da einer der häufigsten Fehler von Benutzern darin besteht, jede Art von Strom zu nehmen und davon auszugehen, dass alle Stromquellen gleich und in der Lage sind oder mit Arduino-Boards verwendet werden.

Der am meisten empfohlene Adaptertyp sollte eine 12-Volt- Stromquelle mit 1 Ampere und Gleichstromausgang haben. Die meisten Probleme in diesen Fällen entstehen, weil die meisten alten Adapter einen Wechselstromausgang haben und sie nicht für Arduino geeignet sind.

>In diesem Bild sehen Sie, dass der Adapter links eine Stromquelle mit 12 VDC Ausgang verwendet, während der Adapter rechts eine Quelle mit 12 VAC Ausgang hat.

Die Spannung der Platten

Die Berücksichtigung der Spannung der Platten ist für diese Prozesse unerlässlich, zumal es in manchen Fällen erforderlich ist, die Betriebsspannung oder die Gesamtkapazität der Batterie zu erhöhen . Daher ist es unerlässlich, die Funktionsweise von Reihen- und Parallelbatterieanordnungen im Detail zu kennen.

Wenn die Kapazität der Batterien erhöht werden muss, ist es möglich, parallel geschaltete Batterieanordnungen zu verwenden, das bedeutet, dass die Pluspole der Batterien alle zusammen verbunden werden müssen , wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

>Wird nun eine höhere Spannung benötigt, dann können die in Reihe geschalteten Batterien verwendet werden, um beispielsweise die Spannung für die Versorgung eines Arduino UNO zu erhalten, können insgesamt 5 wiederaufladbare 1,2 Volt Batterien verwendet werden.

>Einschränkungen des Stromreglers

Dies ist ein weiteres der häufigsten Probleme, die bei der Stromversorgung eines Arduino-Boards auftreten können, und dies wird verursacht, wenn dies über die externe Strombuchse geschieht, wo der in der Platine integrierte Regler überhitzen kann.

Um den Hauptgrund für all dies zu verstehen, ist es notwendig zu wissen, wie der Spannungsregler NCP1117ST50T3G funktioniert, der im  SOT-223-Paket auf Arduino-Boards präsentiert wird. Daher ist diese integrierte Schaltung ein linearer Spannungsregler, was bedeutet, dass es sich um einen Regler handelt, der seinen inneren elektrischen Widerstand variiert, um eine konstante Ausgangsspannung am Ausgang aufrechtzuerhalten .

Durch verhalten als elektrischen Widerstand, wird sie dazu neigt , proportional zum Strom zu erwärmen und auf die Spannungsabweichung zwischen dem Eingang und dem Ausgang. Auf diese Weise erhöht sich die Verlustleistung des Reglers, wenn die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung zunimmt. Um dies viel besser zu verstehen, wurden einige grundlegende Berechnungen entwickelt, die es zu kennen gilt.

Dies ist der maximal empfohlene Strom für verschiedene Eingangsspannungen, wenn eine Verlustleistung von 2 Watt im Regler zulässig ist:

• 7-Volt-Versorgung: I = 2 / (7-5) = 2/2 = 1A
• 9-Volt-Netzteil: I = 2 / (9-5) = 2/4 = 500 mA
• 12-Volt-Versorgung: I = / (12-5) = 2/7 = 258mA

Wie Sie sehen, ist der Strom, der dem Regler entnommen werden kann, ohne dass er sich erwärmt, umso geringer, je höher die Eingangsspannung ist. Um am optimalsten Punkt arbeiten zu können, ist ein 7-Volt-AC/DC-Adapter erforderlich .

Gleichstrom verwenden

Wenn Sie ein Arduino-Board mit Strom versorgen möchten, ist es äußerst wichtig, dass der dafür verwendete Strom ein Gleichstrom ist. Dies ist heute normalerweise kein Problem, da moderne Quellen normalerweise diese Art von Strom verwenden. Das Problem entsteht jedoch, wenn alte Quellen verwendet werden , da einige von ihnen einen Wechselstromausgang haben.

Denken Sie daran, dass Wechselströme nicht für die Verwendung mit Arduino geeignet sind, da ihre Verwendung irreparable Schäden an Ihrem Arduino-Board verursachen kann, daher müssen Sie sehr vorsichtig damit umgehen.

Was sind die Hauptstromeingänge eines Arduino?

Unter Berücksichtigung der wichtigsten Aspekte, die vor dem Einschalten eines Arduino zu beachten sind , und der Risiken, die diese verursachen können, wird Ihnen im Folgenden gezeigt, welche der Hauptstromeingänge auf diesen Boards sind.

Zum Glück gibt es heute dafür verschiedene Methoden, die wir Ihnen im Folgenden zeigen:

USB

>Die Stromversorgung des Arduino über ein USB-Kabel ist die am weitesten verbreitete Methode, die gefunden werden kann. Es ist vielleicht der einfachste Weg, diesen Vorgang durchzuführen, es unterstützt eine Stromaufnahme von nur 5 Volt.  Diese 5 Volt werden vom USB-Anschluss des Computers oder von einem anderen USB-kompatiblen Gerät, wie einem Soundsystem mit USB-Eingang oder einem Fernseher, bezogen.

Sie müssen bedenken , dass die Kabel für diese sind die verwendeten Handy – Adapter mit USB – Ausgang oder über Notfall – Ladegerät auch für Mobiltelefone. USB – Anschlüsse haben in der Regel eine PPTC Sicherung, dass Grenzen der Strom, den die Arduino und alle seine Komponenten aus ziehen kann den USB – Port. Daher ist der maximale Strom in diesem Fall begrenzt.

>Diese Art der Stromversorgung in Arduino wird empfohlen, wenn kleine Lasten erforderlich sind und keine Spannungen über 5 Volt liegen. In diesem Fall müssen Sie sich keine Gedanken über Polarität / Spannung machen, da dies bei allen USB-Geräten Standard ist .

Stromanschluss

>Im Fall des Arduino-Boards ist dieses für die Stromversorgung über die Standardbuchse vieler elektronischer Geräte ausgelegt, meist wird ein Netzteil (AC / DC) verwendet oder wie es in vielen Ländern auch im Volksmund “A Eliminator” genannt wird. Da es sich um einen Gleichstromeingang handelt, muss die Polarität des Eliminatoranschlusses beachtet werden.

In diesem Fall muss der Pluspol zur Mitte des Steckers zeigen und die am besten geeignete Spannung für diese Eingänge beträgt 7 bis 12 Volt DC. Bei Spannungen von weniger als 5 bis 7 Volt in diesem Beitrag kann es eventuell dazu kommen, dass der interne Regler des Arduino nicht ständig arbeiten kann. Für Spannungen größer als 12 können sie schnell dazu führen, den Regler zu überhitzen, auch wenn das angeschlossene Zubehör nicht so groß ist.

Abschließend sei noch erwähnt, dass dieser Eingang über eine Schutzdiode zur Verpolung verfügt. Wenn diese Polarität nicht eingehalten wird, tritt kein Schaden auf, aber das Arduino-Board funktioniert einfach nicht.

VIN-Pin

>Dies ist eine weitere Möglichkeit, die Arduino-Platinen mit Strom zu versorgen. In diesem Fall erfüllt der VIN-Pin in der Gruppe der Strom- und Massepins doppelte Aufgaben.

Welche wir Ihnen im Folgenden zeigen:

• Der erste ist , dass es ermöglicht , eine externe Stromversorgung im Bereich von 12 bis 6 Volt anzulegen , die direkt an den Eingang des Reglers des Arduino – Boards angelegt wird. Es sollte jedoch erwähnt werden, dass in diesem Fall kein Schutz gegen Verpolung oder gegen Überstrom besteht. Beim direkten Anlegen einer Spannung an den VIN-Pin sollte nicht gleichzeitig eine Spannung an die Buchse angelegt werden .
• Er fungiert auch als Spannungsausgang, wenn das Board über den Power Jack mit Strom versorgt wird . In diesem Fall ist die an VIN anliegende Spannung diejenige, die an die Buchse angelegt wird, wobei der Spannungsabfall in der Verpolungsschutzdiode abgezogen wird, der einen Wert von etwa 0,7 Volt hat. Beachten Sie, dass es nicht empfohlen wird, an diesem Pin Lasten von mehr als 1000 mA anzuschließen , da wir die Schutzdiode beschädigen können.

In beiden Fällen wird der Minuspol des Netzteils mit einem der mit GND gekennzeichneten Pins verbunden . Wo der Anschluss eines  6-zelligen AA-Batteriefachs erfolgt, wie in der folgenden Abbildung zu sehen ist.

>Abschließend kann gesagt werden, dass der VIN-Pin verwendet werden sollte, um den Arduino mit ungeregelten Gleichstromquellen oder mit einem Satz AA- oder AAA-Batterien von 4 bis 6 Zellen zu versorgen. Wenn die Stromversorgung mit einer Batterie erfolgt, empfiehlt es sich, diese über diesen Pin zu führen, wenn die Batterien eine Menge von 6 Volt liefern, da hier keine Schutzdiode vorhanden ist, die zusätzliche Spannungsabfälle verursachen kann.

Pin 5V

>Schließlich können Sie über den 5V-Pin herausfinden, was die Stromversorgung ist. Wie die VIN hat sie zwei Verwendungsmöglichkeiten, die wir Ihnen im Folgenden zeigen:

• Der erste ist, dass dieser Pin als 5-Volt-Ausgang für andere Schaltungen dient. Auf diese Weise wird der 5-Volt-Pin direkt mit dem Reglerausgang auf der Platine verbunden. Wenn der Arduino über das USB-Kabel oder die Strombuchse mit Strom versorgt wird, liegt der 5-Volt- Ausgang des Reglers oder USB an diesem Pin an.
• Die andere Funktion davon ist , dass es Ihnen die verwenden kann 5 – Volt – Stift auf direkt mit dem Arduino Macht mit einer stabilisierten Stromquelle bei 5 Volt geregelt, wenn kein USB – Kabel, das angeschlossen ist , oder in diesem Fall ein Netzteil , das ist verbunden der Power-Jack.

Schließlich, wenn das Arduino-Board durch den 5V-Pin gespeist wird , gibt es keinen Schutz gegen Verpolung, weder über Spannung noch einen anderen Stromkreis, da alle Schutzmechanismen auf dem Board gefunden werden, bevor dieser Punkt erreicht wird. im Kreislauf. Diese Stromversorgungsmethode sollte nur verwendet werden, wenn eine feste 5-Volt- Ausgangsquelle und eine dauerhafte Verbindung zum Arduino geplant sind, um Fehler zu vermeiden.

Erfahren Sie Schritt für Schritt, wie Sie ein Arduino-Board ohne Risiken mit Strom versorgen

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass bei der Speisung eines Arduino-Boards unbedingt Netzteile verwendet werden müssen, die das Board mit Gleichstrom oder Gleichstrom versorgen. Dies ermöglicht einen risikofreien Prozess, falls eine Wechselstromquelle verwendet wird wird eingesetzt. , Dann wird das Arduino werden beschädigt.

Um diese Verfahren durchzuführen, können Sie die folgenden Methoden verwenden:

Mit ungeregeltem Netzteil

>Diese Art der ungeregelten Spannungsversorgung wird immer einen Transformator, wandelt die 230 V aus dem Netz auf einen viel niedrigeren Wert, auch mit einer Diodenbrücke als Gleichrichter und schließlich mit einem Elektrolytkondensator zur Filterung. Diese Arten von Netzteilen sind diejenigen, die eine geringere Zuverlässigkeit bieten . Dies bedeutet, dass es nicht dringend empfohlen wird, sie zu verwenden. Dafür bieten wir Ihnen andere Optionen an, die möglicherweise viel günstiger sind.

Mit geregelter linearer Quelle

>Diese Art von Quelle zeichnet sich durch einen Spannungsregler und Kondensatoren mit Filter- und Rückschlagfunktionen aus. Die Spannung ist sehr stabil, da sie unabhängig vom Strom nur maximale Abweichungen von 0,1 V über dem Nennwert aufweist.

Allerdings stellt diese Art von Quelle auch ein Problem dar, in diesem Fall geht es um ihre Leistung, die ziemlich niedrig ist, sie hat eine Leistung zwischen 40% und 60%, wobei der Regler einen großen Teil der Leistung abführt. Auf diese Weise kann gesagt werden, dass eine Eingangsspannung gleich der des 230-V- Stromnetzes erforderlich ist.

Mit geschalteter Stromquelle

>Es zeichnet sich dadurch aus, dass es ein Arbeitssystem mit hoher Frequenz verwendet und gleichzeitig in der Lage ist, die Ausgangsspannung sowohl bei einem niedrigeren Eingangswert als auch bei einem höheren Wert zu regeln . Hinsichtlich des Designs dieser Systeme ist es viel komplexer als die linearen, die einen hohen Wirkungsgrad von 80-90% bieten und ihre Stabilisierung hervorragend ist.

Unter Berücksichtigung der regulierten linearen Modelle erzeugen sie jedoch viel Hochfrequenzrauschen, meistens können sie mit einer großen Anzahl von Eingangsspannungen im Bereich von (100-240 Vac) arbeiten.

Mit Batterien

Schließlich können Sie das Arduino-Board auch über Batterien mit Strom versorgen, sodass Sie Ihr Projekt portabel machen können. C