Wenn der USB 5 V liefert, wie kann der Arduino 5 V an den 5 V-Pin liefern? (Und eine andere Frage)

Ich darf etwas nicht verstanden haben. Online habe ich gehört, dass der Arduino normalerweise (durchschnittlich) 9 V verwendet und dass USBs im Allgemeinen 5 V bei 500 mA liefern. Wenn das wahr ist:

1. Wie kann sich der Arduino mit dem 5-V-USB sogar selbst antreiben? Ich habe gehört, das Minimum ist 7V.
2. Wie kann es einen 5V Pin geben, wenn der USB 5V liefert ... der keinen Platz für das Arduino lässt!

Mein Verständnis ist derzeit sehr schlecht, jede Erklärung wäre großartig. Vielen Dank!

Tatsächlich wird Arduino mit 5 V betrieben (der 5-V-Pin und der ATmega328p sind mit der + 5-V-Schiene in der Platine verbunden). Der Punkt hier ist, woher diese 5V kommen . Grundsätzlich aus 2 möglichen Quellen:

1. USB . Die 5-V-Leitung von USB ist (oder sollte) bereits geregelt, sodass sie direkt (tatsächlich durch eine Polyfuse) in die + 5-V-Schiene der Platine eingespeist wird. Die maximale Stromaufnahme auf diese Weise beträgt 500 mA, begrenzt durch die Polyfuse, damit Sie Ihren PC nicht in die Luft jagen.

2. Laufstecker (Wandadapter) . Es akzeptiert 7-12 V und senkt es mit einem Linearregler auf 5 V, dessen Ausgang an die + 5 V-Schiene der Platine geht. Die maximale Stromaufnahme auf diese Weise beträgt 1.000 mA, begrenzt durch die Reglerfähigkeit.

Wenn beide Quellen gleichzeitig vorhanden sind, wird der Wandadapter bevorzugt . Die UNO-Karte verfügt über eine Schaltung, die die Spannung vom Adapter erkennt und (mithilfe eines MOSFET-Schalters) die USB-5-V-Leitung von der + 5-V-Schiene der Karte trennt.

Dies geschieht nicht nur aus praktischen Gründen (damit Sie mehr Strom zur Verfügung haben), sondern auch zum Schutz . Andernfalls würden Sie zwei Stromquellen anschließen (+ 5 V vom Regler und + 5 V vom USB), was eine gefährliche Situation darstellt.

Ich habe die UNO R3-Schaltpläne kommentiert, damit Sie selbst sehen können, wie es gemacht wird (beide Eingangsquellen, Adapterspannungserkennungsschaltungen usw.), siehe unten.

Grundsätzlich wird die 5 V des USB-Anschlusses durch die Stromversorgung des externen Geräts geregelt, sei es ein Computer-USB-Anschluss oder ein USB-Lademodul. Wenn Sie die Stromanschlussbuchse des Arduino verwenden, können Sie einen Spannungsbereich von 7 V (empfohlenes Minimum) bis zu 20 V bereitstellen. Diese Eingangsleistung wird durch einen Spannungsregler geleitet, um die für den Betrieb des Arduino erforderlichen geregelten 5 V bereitzustellen.

Die Spannung wird vom Arduino nicht "verbraucht", aber Sie haben möglicherweise wenig Reserveleistung für zusätzliche Geräte, die an den 5-V-Bus angeschlossen sind.

Bedenken Sie, dass die Spannung ähnlich wie der Wasserdruck betrachtet werden kann, während der Strom mit dem fließenden Wasservolumen verglichen werden kann. Wenn Sie ein 1000-mA-Netzteil haben und der Arduino 500 mA verwendet, stehen Ihnen für andere Zwecke immer noch 500 mA bei 5 V zur Verfügung.

Abhängig von der Art und Weise, wie Komponenten angeschlossen sind, kann es in einem Stromkreis zu einem Spannungsabfall kommen. Das ist weiter fortgeschritten als nötig für diese Diskussion.

Dies ist eine sehr grundlegende Übersicht und die Details variieren von Modell zu Modell Arduino.

Beachten Sie auch, dass Sie keine 5 V an andere mit 5 V gekennzeichnete Stifte anlegen sollten, da diese den Regler umgehen und die Platine oder andere angeschlossene Geräte beschädigen können.

Möglicherweise verwechseln Sie Spannung und Stromstärke. Der Arduino nimmt 5 Volt bis 12 Volt auf und verwendet einen Regler, um höhere Spannungen auf 5 V zu senken. Milliampere (mA) ist das Maß dafür, was pro Schaltungsteil gezogen wird. Der Arduino selbst zieht nur etwa 25 davon, was, wenn er über USB betrieben wird, etwa 475 mA übrig lässt, die andere Dinge zeichnen können.

@enric blanco machte eine gute Beschreibung. Ich möchte nur auf den merkwürdigen Unterschied zwischen USB (5 V) und Barrel-Anschluss (7-12 V) hinweisen.

Der Zylinderanschluss muss unterschiedliche Netzteile (mit unterschiedlichen Spannungen) aufnehmen, außerdem müssen sie möglicherweise spannungsgeregelt werden. Daher benötigt Arduino einen "Regler" nach dem Zylinderverbinder. Es gibt verschiedene Komponisten, die das können. Diese einfache Methode führt zu einem minimalen Spannungsverlust. Deshalb müssen Sie mehr als 5V eingeben.

Es gibt andere Komponenten (Buck / Boost), die eine Eingangsspannung von 3 V bis 12 V akzeptieren und immer 5 V als Ausgang liefern können, aber sie sind teurer (5 $).

Sie können fünf 5V direkt an den 5V-Pin anschließen, was genau die USB-Schnittstelle tut. Die angegebenen 7 bis 12 V gelten nur, wenn Sie die Steckdose verwenden. Das wandelt es in 5V um, was der Prozessor benötigt.

Nein, Sie müssen nicht mehr als 5 V am Roh-Pin eingeben, während genau 5 V am VCC-Pin ausgegeben werden (zumindest beim Pro Mini). Wie das gemacht wird habe ich keine Ahnung.