Організація живлення Arduino

Найпростіший варіант - підвести живлення 5В до контролера безпосередньо (для цього є відповідний піни «5.5В»). Але якщо ця напруга випадково підвищиться, є ризик спалити контролер, адже це харчування підведено безпосередньо. Крім того, на платі є вбудований стабілізатор напруги, який захистить контолер від стрибків. Він підключений до піну “VIN” та до окремого гнізда живлення на платі. Яка напруга можна на нього подати?

Роз'єм 5.5/2.1, який використовується в Arduino- це штирковий роз'єм живлення, з діаметром частини вилки 5.5 мм та внутрішнім діаметрів отвору в ній 2,1мм. У продажу можна знайти стандартні зарядні пристрої як цього типорозміру, так і близького до нього 5.5/2.4 – вони також нам підходять, оскільки різниця в три десятих міліметри особливої ролі не зіграє

Дивимося до параметрів нашої плати, і бачимо:

Робоча напруга 5В

Напруга живлення (рекомендована) 7-12В

Напруга живлення (гранична) 6-20В

Робоча напруга – це те, що наш контролер може подати висновки чи прочитати з входу. Тобто, якщо до якогось контакту підключено напругу 5В, контролер буде вважати, що це логічна 1, або в поняттях програмної оболонки Arduino значення HIGH (це для цифрового входу, аналоговий вхід інтерпретуватиме напругу як число від 0 до 1023, т.е. е 5 вольт на аналоговому вході для контролера відповідають значенню 1023)

Рекомендоване та граничне харчування – це те, що ми можемо подати на плату від блоку живлення або батарейок. На платі є перетворювач живлення, який знижує напругу, що підводиться до потрібного контролеру 5В. Оскільки він теж має не 100% ККД, то щоб отримати потрібні нам 5В потрібно підвести не менше 6, а краще 7 вольт. А ось із граничною напругою потрібно бути обережним. Теоретично перетворювач потягне і 20В. Але що більше напруга, то більше він грітися. Фактично ця потужність, яка не витрачається ні на що корисне. І якщо живлення від батарейок/акумуляторів, то ми з їх допомогою просто грітимемо повітря. До того ж, чим вище напруга і, відповідно, температура, тим більша ймовірність, що наш контролер рано чи пізно накриється. І якщо в оригінальній платі використовуються якісні компоненти, то в китайських репліках після 14-15 вольт можна розпрощатися з контролером. Висновок - якщо не впевнений як контролер, не перевищуй рекомендовані 12В. І навіть якщо впевнений, без крайньої потреби не перевищуй цієї межі.

Крім того, потрібно стежити за тим, який струм нам потрібний для нашої периферії. Якщо споживання у якийсь час перевищить межа контролера, він почне працювати нестійко чи взагалі перезавантажиться. Контролер має обмеження на максимальний струм з одного виходу (для найпоширенішої моделі Arduino Uno це 50 мА) Щоб запалити світлодіод або увімкнути реле цього струму достатньо. А ось у випадку двигунів та сервоприводів нам знадобиться живити їх окремо. Для двигунів постійного струму та крокових двигунів використовуються спеціальні драйвери моторів, які мають можливість незалежного живлення. Невеликі сервоприводи можна запитувати безпосередньо від контролера, але якщо їх багато або вони мають велику потужність, їх лінії живлення теж рекомендується запитувати окремо.

Якщо наш проект є стаціонарним і поряд є звичайна розетка, можна використовувати звичайний блок живлення на 7 вольт. Вони можуть бути розраховані як на струм 1А, так і на більший – залежить від споживачів. Правило просте - порахувати максимальну споживану потужність, додати для безпеки 20%. Наприклад, якщо ми використовуємо двигуни постійного струму з пусковим струмом до 500мА, то з урахуванням споживання самої плати близько 40мА нам знадобиться (500+500+40)*1,2=1248 мА. Тобто нас влаштує блок живлення на 1,5А. Якщо ж у нас мобільний робот, то найпростіший варіант – використовувати звичайні пальчикові елементи живлення. Якщо використовувати батареї АА (1,5 В), то нам знадобиться їх не менше чотирьох (6В), а краще п'ять-шість (7,5-9 Вольт). Якщо використовувати акумулятори того ж типу розміру, то знадобиться для того ж напруги батарейний відсік на 5 (6В) або на 6-7 акумуляторів (7,2-8,4 В). Тут описаний найпоширеніший варіант, коли всі наші комплектуючі розраховані на напругу близько 6 ст.