Arduino Uno R3:直接提供5V至5V稳压引脚?


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我想使用由Arduino Uno R3电池供电的数据记录器。我想直接用升压稳压 5V可充电电池电源为其供电pin 5V

我不想在PowerJack上以5V供电,或者Vin因为在5V供电时Vin不必要降低电压,而在5V供电则不必要U1

让我们看一下原理图:http : //arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf

我已经对其进行了编辑,看看绿色区域和蓝色路径(首先忽略黄色区域):
在此处输入图片说明

我担心,仅向其提供pin 5V电源可能会破坏将U1> 5V + Vin降至5V 的线性稳压器。

  • 向5V +稳压供电是否可接受且安全pin 5V
  • 我还应该将其短接Vin吗?

不幸的是U1数据表中没有(NCP1117ST50T3G)的内部原理图。

为了利息

看一下黄色区域:我错了吗?或者保护二极管接反了?它不应该有阴极USBVcc吗?

编辑1:

正如三个答案所述,这是通过USB向Arduino提供5V稳压电源的最安全方法,让我来澄清一下我的问题:我想将安装放在一个小盒中,所以我想避免插入USB电缆(如果可能)。

除了出于测试目的(可能会偶然发生)之外,不可能同时使用Vin/ VccUSBVcc 5V


我打算做同样的事情,所以我问:最后您使用5V引脚还是USBVCC引脚,还是其他?
heltonbiker

我遇到一种情况,我的电路使用外部电源工作,但在连接USB的情况下无法正常工作。为了允许USB连接并仍能正常运行,我用热空气将保险丝从Uno提起。这是USB端口旁边的金色物件,其标记为501H。
克里斯·K

Answers:


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这是一种不太正式的方法:直接为+ 5V引脚供电(几乎)正是Uno通过USB供电时发生的情况。由于USB供电完全正常,因此根据设计,您的设置也应该可以。

外部调节的+ 5V也可以提供给USBVCC网络,例如通过使用USB-B电缆。

按照第二个问题,你应该连接到V_IN。NCP1117的输出可能会成为另一种竞争性电源,最好避免这种情况。


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“直接为+ 5V引脚提供电源几乎就是Uno通过USB供电时发生的情况。” –没错。谢谢你睁开眼睛 :)
try-catch-finally

比较答案后,我认为您的答案与我的问题最匹配,因此我已经接受了您的答案。(但我应该说,您的答案应强调“通过设计” –我的PC仅提供4.85V电压;)
尝试最终

谢谢:) USB规范将允许的电压定义为5V +/- 5%,因此每个USB设备都应能够处理4.75V至5.25V的任何电压。可替换地,其输出一个电源调节在该范围内的电压,可用于电力的USB设备(只要它能够提供足够的电流)。
2013年

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因此,直接向Arduino Uno的5V引脚供电官方立场是:

5V。该引脚从板上的调节器输出稳定的5V电压。可以通过直流电源插孔(7-12V),USB连接器(5V)或板的VIN引脚(7-12V)为该板供电。通过5V或3.3V引脚供电会旁路稳压器,并可能损坏电路板。我们不建议这样做。

话虽这么说,应该为VUSB连接器提供稳定的5伏电压(不要以AFAIK的形式断开):这是使用USB电缆供电时通常为电路板供电的方式,因此显然电压降是可以接受的。

此外,从VUSB供电时,唯一+ 5V的电压降是FDN340P MOSFET导通电阻的降幅在70至110 mOhms之间。对于不涉及从Uno驱动大电流的典型操作,通过粗略估算,100 mA的电流需求将导致11 mV电压降

对于为VUSB供电的简单方法,只需将USB电缆断开将其断开,然后在VUSB和接地引脚上施加5伏电压即可。


感谢您的引用,我一定忽略了它,因为我也在该页面上寻找它。但是,短语“通过5V或3.3V”有点误导。绕过可能确实会损坏U2,但是正如您所说的那样,DimKo和Passerby说,通过USB供电的Arduino通过T1绕过5V就是这样做的。
try-catch-finally

也请参阅我的Edit 1,我想避免插入USB电缆。我想我将通过供电给Arduino 5V pin(我自己承担风险;)。
try-catch-finally

对于“为VUSB供电的简单方法,只需将USB电缆切开就可以释放它,并在VUSB和接地引脚上施加5 V电压,即可为+1 ”。好点子。
匿名企鹅

不确定此“ VUSB”网络指的是什么。我假设您是指USB连接器的插针1(我在UNO上看到的是“ XUSB”)还是“ USBVCC”网络?
gwideman 2014年

@gwideman是的,USBVCC在许多Arduino原理图中都被称为VUSB,并且该导体在我的板上也有VUSB的丝网印刷标签。
Anindo Ghosh 2014年

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不正式推荐

Arduino(该公司)不建议直接提供5伏电压,因为:

  1. 目标受众并不总是了解原理图的设计方式,作为初学者/非技术人员,很可能会引起不良后果,例如将不规则的5伏电压连接到5V线路上,吹干东西,导致客户服务电话/退款。 / repairs / etcetera。
  2. 直接提供5伏电压会绕过自动感应/电压保护方法。

Arduino的USB /外部电源选择如何工作

直接提供5伏电压很容易。USB电源实际上可以做到这一点,ICSP协议/标题也是如此。USB在线路上具有500mA PTC保险丝,并具有p沟道mosfet,其本身不提供任何保护。但在U5Amosfet上方还标有LMV358 。它是运算放大器的一半,用作比较器。如果VIN被检测到,并且高于3.3伏时,运放驱动线为低电平,禁止MOSFET,切断USBVCC从断开5V线。这样一来,您就可以同时使用VINUSBVCC不会出现问题。否则,您将有两个电源在同一根导轨上竞争(USB和5伏稳压器)。

MOSFET有一个体二极管

它是mosfet结构的一部分,内部,并用作反向电压保护,可防止 5V电源轨回流到USBVCC。mosfet开启时禁用该功能,关闭时反向偏置。

警告事项

  1. 请勿同时连接USB和5V!
    通过在5V引脚上,您可以跳过有用的电源选择机制。您可以轻松地将5伏电压连接到USB连接器,或者将USB连接器与USB PTC保险丝连接起来,但这将导致500mA的限制。如果需要更多电流,可以绕过保险丝,但不能绕过MOSFET。
  2. 不要短路5VVIN
    在任何情况下,只要VIN不使用5伏调节器,它就会变得很花哨。

关于ICSP(和ISP)接头:连接到+ 5V网络的引脚是ISP VTG,该引脚用于目标设备(在此为Arduino)向编程器供电,从而允许编程器适应+ 5V或+3.3目标。它不打算用作5V 的输入,因此没有证据表明将5V电源连接到+ 5V网络。(尽管两者都不反对)
gwideman

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“如果检测到VIN,并且高于3.3v,则运放会将线路驱动为低电平”:实际上,VIN和U5A的CMP输入之间存在一个分压器,这意味着VIN必须高于6.6V才能禁用USBVCC作为输入。此外,由于电源输入插孔PWRIN和VIN之间有一个二极管(加上0.6V的压降),并且NCP1117的压降为1至1.2V,这意味着即使没有USBVCC,外部电源也应高于7.2V才能关闭USBVCC。外部电源可以提供低至6.6至6.8V的可靠电源
gwideman 2014年

但是我确实同意将5V电源连接到Arduino屏蔽+ 5V可以工作,但是正如Passerby强调的那样,用户必须确保不要同时连接该电源和USB。两者连接的可能结果是损坏USB主机,外部电源,或者最好损坏保险丝F1。
gwideman 2014年

@Passerby您的答案用一种很好的虚拟语言解释了发生了什么。但是,我不太理解您想用“ mosfet上的二极管,是人体二极管”来表达什么。我最好的猜测是:尽管Mosfet包含一个二极管,该二极管通常可以保护电流不流向USB主机的方向,但是一旦向Arduino的“ USBVCC”施加电压,该内部二极管(保护)就会被禁用。
Pro Backup

@ProBackup MOSFET中的二极管始终存在,并且永远不会“禁用”。但是,当MOSFET处于导通状态时,漏极-源极路径的电阻是如此之低,以至于与其并联的二极管是无关紧要的。(因此,二极管仅在MOSFET关断时才有用,在这种情况下,仅允许电流从USBVCC到+ 5V。)
gwideman

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我想你应该没事。

NCP1117数据表第10页:

在此处输入图片说明

从数据表的声音来看,该稳压器具有内部保护二极管,这些二极管应能够轻松应对存在的电容性负载VIN(从外观上(并拧紧您,网络标签和不可搜索的原理图),总电容VIN为47 uF)。

这样,即使板上的所有电容器都已完全放电,流过稳压器保护二极管的唯一电流就是为单个47 uF电容器充电所需的电流。


如果您真的很担心或者要特别小心,可以在5V引脚和Vin引脚之间放置一个肖特基二极管。这样可以防止任何反向电流流过稳压器(基本上,与上图中的D1相同)。

您也可以简单地将Vin引脚跳到5V引脚,然后将5V馈入DC-in插孔。请注意,如果为arduino提供5.5V以上的电压,损坏某些器件。


谁对此表示反对?又为什么呢?
康纳·沃尔夫

我发布的数据表摘录清楚地表明,该器件从输出到输入都有一个内部保护二极管。在生产环境中像这样使用它可能不是一个好习惯(我不会),但是它唯一可能损坏的就是稳压器,无论如何在这种情况下都不会使用它。
康纳·沃尔夫

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我为您+1了一个深思熟虑的即时解答。也就是说,总的来说,我认为向USB连接器提供外部+ 5V电源是最好的方法,因为它可以防止外部+ 5V与USB电源同时意外连接,并利用了F1。
gwideman 2014年

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另一个想法可能是在+ 5v处连接一个2.2k电阻到标有“ CMP”的点,该点是运放引脚3的同相输入。这将禁用USB + 5v电源到板,但仍然允许USB通信。

当然,通过SPST开关将电阻器“关闭”也是不错的选择,因此您可以禁用此新功能。开关将与2.2k电阻串联。如果您从不打算再次使用USB电源,则仅在有时必须使用USB电源为电路板供电而无外部+ 5v电源输入的情况下,才需要开关。

在连接外部+ 5v电源时,无论做什么测试,都可以通过测量LM358的输出来确保其正常工作。


0

直接提供5伏电压很容易。USB电源实际上可以做到这一点,ICSP协议/标题也是如此。USB在线路上具有500mA PTC保险丝,并具有p沟道mosfet,其本身不提供任何保护。但是在该MOSFET上方还有LMV358标有U5A。它是运算放大器的一半,用作比较器。如果检测到VIN,且电压高于3.3伏,则运算放大器会将线路驱动为低电平,从而禁用mosfet,从而将USBVCC与5V线路断开。这样一来,您就可以同时使用VIN和USBVCC,而不会出现问题。否则,您将有两个电源在同一根导轨上竞争(USB和5伏稳压器)。

嗯,这不是倒退吗?分压器连接到比较器的同相输入,因此当分压器电压高于3.3V时将其驱动为高电平(+ 5V),而当电压低于3.3V时将其驱动为低电平。当栅极电压为高电平(即Vgs = 0V)时,P沟道增强型MOSFET截止;而当栅极电压为低电平(即Vgs = -5V)时,P沟道增强模式MOSFET导通。

结果与引用的段落状态相同(分压器上的3.3V以上的电压关闭MOSFET并隔离USB电源,分压器上的低电压将USB电源连接到电路),但是我认为电压是有倒退。


-1

我认为在这种情况下,最好的做法是通过+ 5V引脚从5V稳压电源为arduino供电,如果需要将USB插入编码或将值打印到计算机,请使用USB电缆,将其5V导线切断。

这样一来,您就不会将arduino置于电源之争。但是您不会使用它的3.3V引脚。是吗?,因为5V电源轨没有连接3.3稳压器。

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