So funktioniert das Arduino-Netzteil

Kann mir bitte jemand bei der Analyse dieser Arduino-Platine helfen?

Zu meinem Verständnis,

1. Bei Vorhandensein von Gleichstrom über den Gleichstrom-Jac wird dem MC33269-Regler Gleichspannung zugeführt, um +5 V zu erzeugen. Dieselbe Spannung wird über den R10 / R11-Teiler an die + Klemme des Komparators angelegt, während der 3,3-V-AUSGANG des FT232RL an die Klemme angelegt wird. Das positive Differentialergebnis treibt den Ausgang hoch. Ich bin mir jedoch nicht sicher, wie sich dies auf den zweiten Komparator und den FET auswirkt
2. Wenn der USB-Anschluss zur Stromversorgung der Karte verwendet wird, bin ich mir nicht sicher, was passiert.

Größere Version:

Ich bin nicht beeindruckt von der Qualität dieses Schaltplans. Jemand war zu faul, um dieses Ding in Eagle ohne Farben zu exportieren, was für Leute außerhalb von Eagle nichts bedeutet. Dann gibt es links die beiden Rätselblöcke. Das obere zeigt 5V und GND mit einer Kappe darüber, aber ohne einen Hinweis darauf, was das Ding ist, das an die Stromversorgung angeschlossen ist. Der untere ist mit PWRIN und GND verbunden, aber auch hier kein Hinweis darauf, was es tatsächlich ist. Ich würde dieser Person oder Organisation nicht viel vertrauen, da sie nicht einmal die kleinen offensichtlichen Dinge richtig machen kann und eindeutig nicht den Stolz auf ihre Arbeit hat, der es zu peinlich hätte machen sollen, dieses Chaos in der Öffentlichkeit zu zeigen. Ich denke, dies ist eine weitere Bestätigung dafür, dass Arduinos nicht nur Mikrocontroller für Dummies sind, sondern auch Mikrocontroller von Dummies.

Wie auch immer, zurück zu Ihrer Frage. Es sieht so aus, als ob es darum geht, aktiv zwischen USB-Strom und PWRIN-Stromleitung umzuschalten. Wenn PWRIN vorhanden ist, wird immer verwendet, ob USB-Strom verfügbar ist oder nicht. Damit die Fahrgestellnummer nützlich ist, muss sie über VCC30 liegen, nachdem sie durch R10 und R11 durch zwei geteilt wurde. Aus den Namen können wir erraten, dass dies 6 V wären, was das Minimum sein könnte, das IC4 benötigt, um zuverlässige 5 V zu erzeugen (ich erkenne die IC4-Teilenummer nicht und habe sie nicht überprüft). Sie haben Recht, IC5B hat keinen Zweck. Es ist ein Einheitsverstärkungspuffer, aber der Ausgang von IC5A sollte die gleiche Impedanz und Antriebsfähigkeit haben.

Beachten Sie, dass die FET-Body-Diode bei der Ausrichtung von T1 immer die USB-Netzspannung an das 5-V-Netz anlässt. Auf diese Weise kann das System hochfahren und den FET schließlich vollständig einschalten, wenn die Karte nur über USB mit Strom versorgt wird. Wenn eine externe Stromversorgung verwendet wird, ist der FET ausgeschaltet und der Diodenabfall verhindert, dass der USB-Stromversorgung ein erheblicher Strom entnommen wird.

Dieses Arduino-Netzteil wurde entwickelt, um "das Richtige zu tun", unabhängig davon, welche Stromquelle angeschlossen ist.

das Richtige

"Das Richtige" ist:

• Wenn eine Person nur das USB-Kabel anschließt, werden die CPU und alles andere, was über die + 5V-Leitung mit Strom versorgt wird, über die + 5V-USB-Stromversorgung mit Strom versorgt.
• Wenn eine Person nur eine 12-V-Wandwarze korrekt anschließt, werden die CPU und alles andere, was von der + 5V-Leitung gespeist wird, von einem + 5V-Spannungsregler gespeist, der von der Wandwarze gespeist wird.
• Wenn eine Person das USB-Kabel richtig anschließt und gleichzeitig die Wandwarze eingesteckt ist, kommt die gesamte Stromversorgung von der Wandwarze und es fließt kein Strom zum USB-Host zurück.
• Wenn eine Person die Kabel weiter ein- und aussteckt, geht die Stromversorgung reibungslos von einem zum anderen über, sodass die CPU ununterbrochen weiterläuft, solange mindestens eines korrekt angeschlossen ist.
• Wenn (nicht "Wenn"!) Eine Person eine 12-V-Wandwarze falsch einsteckt - umgekehrte Polarität - fließt kein Strom zur oder von der Wandwarze, es wird kein Schaden angerichtet und das System verhält sich genauso, als ob Diese Wandwarze ist überhaupt nicht angeschlossen.

Wandwarzenkraft

Viele Systeme verwenden 1 Diode für jede Stromquelle, um das System mit einer höheren Eingangsspannung zu versorgen, wodurch die Anforderung "reibungslose Übergänge" automatisch erfüllt wird.

Die Diode funktioniert auf der Seite der Wandwarzenleistung einwandfrei.

USB-Stromversorgung

Leider würde eine Diode auf der USB-Stromseite für das Arduino nicht funktionieren. Wenn nur USB-Strom verbraucht wird, würde ein Diodenabfall (normalerweise etwa 0,6 V) dazu führen, dass alles einen Diodenabfall aufweist, der niedriger als USB-Strom ist - es wären also normalerweise 4,4 V gewesen, was anscheinend (?) Unzureichend ist.

mysteriöse Teile

Spätere Versionen des Arduino-Schaltplans kennzeichnen die 3-polige Box eindeutig als "Netzteil DC 21 mm", was auf einen 21 mm-Zylinderstecker hinweist.

Die mysteriösen "4" - und "8" -Pins oben links im Arduino-Schaltplan sind die Power-Pins eines 8-poligen Dual-Operationsverstärkers. Dieser Operationsverstärker wird hier als Komparator verwendet.

Gedanken

Ich weiß nicht, warum der Designer keinen Komparator-IC verwendet hat oder warum der Designer beide Operationsverstärker im Paket verwendet hat, wenn nur ein Operationsverstärker ausreicht - aber da dies eindeutig funktioniert , werde ich es nicht tun sagen, es ist "falsch".

Der Operationsverstärker und der pFET implementieren etwas, das einer "idealen Diode" sehr nahe kommt: Wenn nur das USB-Kabel eingesteckt ist, schaltet der Operationsverstärker den pFET fest ein und gibt einen Spannungsabfall über den pFET von weniger als 0,1 V (also) alles läuft auf etwas nahe genug an 5,0 V).

Wenn eine Person ein USB-Kabel an ein Arduino anschließt, an das zuvor nichts angeschlossen war, lässt die Body-Diode des pFET "T1" Strom aus dem USB-Kabel so weit einströmen, dass die Versorgungsspannung des Operationsverstärkers auf etwa 4,6 V hochgefahren wird , mehr als genug, um den Operationsverstärker einzuschalten, der dann den pFET hart einschaltet und die Spannung den Rest des Weges auf mehr als 4,9 V erhöht.

Wenn eine Person die Wandwarze an die Arduino-Steckdose anschließt, schalten die Operationsverstärker den pFET hart aus. Die pFET-Body-Diode verhindert, dass der Spannungsregler den USB-Host zurückspült. Im Prinzip könnte die USB-Leistung weiterhin durch die pFET-Körperdiode in das Arduino fließen, aber das ist ziemlich unbedeutend, da die USB-Leistung nahe an der Spannung liegt, die von der Wandwarze erzeugt wird.

ps: Wenn ein kleines Unternehmen 250 000 Boards verkauft , verwende ich persönlich eher das Wort "erfolgreich" als "Dummies".