Годування Arduino альтернативами класичного джерела живлення практично необхідно, якщо наш проект - це робот, який потребує автономності пересування. Давайте подивимось різні альтернативи, які ми можемо знайти для живлення Arduino від батарей. Ті самі поради застосовуватимуться до будь-якого набору робототехніки з дошкою на базі Arduino, наприклад, mBot Makeblock.

Номінальна робоча напруга на Arduino та рекомендований діапазон потужності.

Більшості плат на базі Arduino потрібна робоча напруга 5 В (5 Вольт), але існує також 3,3 В. Це стіл з найпопулярнішими тарілками, але їх набагато більше. Ви можете перевірити напругу, необхідну для живлення Arduino, в будь-якому з його режимів на веб-сайті Arduino.

Модель Arduino Номінальна напруга Годування
Один 5v 7-12в
Леонардо 5v 7-12в
Мега 5v 7-12в
І a 5v 5v
На рахунок 3.3v 7-12в
Pro mini 16 МГц 5v 5-12в
Pro mini 8 МГц 3.3v 3,35-12в
Ethernet 5v 7-12в
MKR1000 3.3v 3.7v або 5v

Будьте обережні, оскільки номінальна робоча напруга також визначатиме максимальну напругу, підтримувану вхідними/вихідними штифтами. Плати з номінальною напругою 3,3 В не витримують напруг вище 3,3 В на своїх штифтах вводу-виводу тому ми повинні звертати увагу на датчики, які ми підключаємо.

Внутрішній регулятор напруги на платах Arduino.

Arduino - це прототипуюча плата, і одним із елементів, який він включає, щоб допомогти цій умові, є регулятор напруги, тому зазвичай рекомендується живити Arduino від 7 до 12 В для плат з номінальною напругою 5 В. Регулятор напруги подбає про те, щоб отримати 5 В незалежно від вхідного сигналу.

Для живлення Arduino через регулятор напруги ми використовуватимемо роз'єм для гнізда, наявний у більшості моделей, або штифт RAW або Vin в деяких моделях.

сумісні

Фактичні межі на вході регулятора зазвичай становлять 6 і 20 в, але пам'ятайте про це надто низька вхідна напруга близько 6 В або менше може спричинити нестабільність у вихідній напрузі, і висока напруга ближче до 20 В може змусити нас розсіювати занадто багато енергії у вигляді тепла тому ми будемо не дуже ефективними.

Безумовно, Якщо ми збираємося використовувати власний регулятор напруги на платі, ідеальним варіантом є подача вилки 7-12v, можливість знизитися до 6v.

У додатках, де ми використовуємо сервоприводи або двигуни постійного струму, ми будемо ефективнішими, чим ближче ми наблизимося до цих 6 В, оскільки в будь-якому випадку нам не будуть потрібні вищі напруги. Однак існують додатки, в яких нам потрібно використовувати двигуни на 12 В, тому нам потрібно мати джерело живлення, яке перевищує цю напругу, хоча регулятор Arduino гарантує свою нижчу робочу напругу.

Регульоване зовнішнє джерело живлення. Роз'єм USB.

Інший варіант - живити Arduino через спеціальний штифт із позначкою 5v або 3.3v залежно від моделі. У 5-вольтових моделях ми також робимо це через роз'єм USB, через який постачаємо вже регульований 5 В.

Дуже важливо, щоб напруга була стабільною та регулювалася до тих 5v або 3.3v, залежно від плати. Зміна напруги може безповоротно пошкодити плату. Для належної роботи плата «чекає» ідеально регульованої напруги.

Харчуйте Arduino за допомогою акумуляторів або батарей.

Найбільш підходящим варіантом живлення Arduino, який є автономним, вільним від кабелю джерела живлення, є використання елементів або батарей.

Варто пам'ятати концепцію електричний заряд в акумуляторі. У випадку з акумуляторами це зазвичай виражається в мАг і виражає теоретична кількість мА (міліампер), яку батарея здатна подати за одну годину до розрядки. Акумулятор на 2000 мАг може подати 2000 мА за одну годину, або 200 мА за 10 годин, або, можливо, 20 мА за 100 годин. Акумулятор з більшою кількістю мАг розряджається довше, ніж акумулятор з меншою кількістю мАг підключений до навантажень, які споживають однаково.

  • Загальні батареї.

4 батареї типу АА 1,5 В підключені послідовно завдяки тримачу акумулятора з роз'ємом, теоретично вони доставлять 6 В. Вони дуже економічні, тому що вони дуже стандартизовані, але оскільки вони не підлягають перезарядці, їх використання постійно велике. Вони мають ту перевагу, що мають місткість велике навантаження, із значеннями, які в лужних батареях можуть перевищувати 2500mAh, що гарантує нам багато часу роботи залежно від споживання. Крім того, може поставитись комплект з 4 батарейок типу 1,5 А на 1,5 В піки між 1 і 2 А що може бути корисним для нас у нашому проекті, хоча, за логікою, воно не може постійно підтримувати таку доставку.

1 акумулятор 9 В Його можна ідеально використовувати для живлення Arduino, але ми повинні враховувати кілька недоліків. З одного боку, він має низьку зарядну ємність, як правило, нижче 600 мАг, і він не може подавати струми, які перевищують 500 мА. Хоча багато стартових наборів включають адаптер акумулятора 9 В до гнізда живлення Arduino, особисто я б не рекомендував його, якщо це не для невеликих тестів, якщо у нас немає іншого варіанту.

  • Батареї або акумулятори.

Той факт, що ми можемо зарядити свої батареї, надасть нам набагато більше можливостей, і в довгостроковій перспективі це найекономічніший варіант. Логічно, що нам знадобиться зарядний пристрій, який залежно від конкретного акумулятора може бути більш-менш складним.

5 NiMh акумуляторних батарей типу 1,2 А на 1,2 В послідовно підключені до тримача батареї з роз’ємом, вони запропонують нам ті самі 6 В, що ми бачили у випадку з 4 батареями типу AA 1,5 В. Вони також можуть перевищувати 2500mAh і забезпечувати пікові струми вище 1A.

Інші варіанти акумулятора NiMh можна розглянути. Існують дуже різні формати та напруги нікелевих гідридних акумуляторів, тому ми можемо вибрати щось конкретне, що відповідає нашому проекту, або повторно використати акумулятори з будь-якого пристрою, в якому ми маємо використовувати цей тип акумуляторів. Його перевагами залишається висока навантажувальна здатність і можливість доставити великі струмові піки, однак вони, як правило, дорожчі за інші варіанти.

літієві батареї Саме вони дадуть нам найбільшу вантажопідйомність, будучи в змозі досягти 4500mAh та при поточних поставках набагато вище 5A. Ми можемо вибрати для підключення 2 батареї по 3,7 В послідовно, отримуючи 7,4 В.

LIPO (літій-полімерні) батареї Той факт, що їх так багато використовують у безпілотниках, - це варіант, який може здатися дорожчим, але, оскільки пропозицій багато, зараз він падає в ціні, і той факт, що він перезаряджається, окупається з часом. Ми можемо знайти 7,4-вольтові акумулятори LIPO ідеально підходять для живлення Arduino загалом, але є й інші напруги, якщо нам потрібно досягти 12 В певних двигунів, наприклад. За допомогою цих батарей ми досягнемо краща продуктивність із зарядною ємністю до 5000mAh та можливістю подавати струми вище 30A, тому їх використовують у більшості дронів.

"Енергетичні банки" або енергетичні банки Вони все ще є літій-іонними акумуляторами, які регулюються для подачі 5 В, щоб ми могли використовувати їх логічно через роз'єм USB. Вони мають високу вантажопідйомність, залежно від моделей 15000mAh хоча поточна доставка зазвичай обмежена 2А через те, що вона призначена для мобільних пристроїв. Вони дорогі, і на даний момент вони не є рекомендованим варіантом, але якщо у нас він вже є, ми, очевидно, можемо скористатися ним, щоб забезпечити Arduino, перш ніж інвестувати в інші варіанти. Залежно від конкретного банку живлення, його можна заряджати під час живлення плати, тому теоретично він може використовуватися як ДБЖ, але це те, про що я маю посилання лише з проекту з Raspberry.

Сонячні панелі для живлення Arduino.

Сонячна енергія іноді є єдиним варіантом живлення Arduino, якщо наш проект буде ізольованим без доступу до електричної мережі, і він матиме певне споживання, що змусить нас недооцінювати необхідність міняти батареї щоразу.

Варіант із сонячною панеллю повинен включати систему зберігання з батареями та систему для зарядки батарей завдяки панелям. Зазвичай нам потрібна система зарядки, щоб мати певну складність для безперебійної подачі живлення на плату Arduino.

Це досить складний варіант, щоб ви могли присвятити йому повну публікацію в майбутньому.

Остаточна рекомендація.

Уважно вивчіть своє зовнішнє джерело живлення, щоб воно відповідало вашому проекту, особливо подумайте про споживання, яке ви збираєтесь вимагати, і якщо у вас є елементи, які працюють при різній напрузі, ніж вилка 5-6 В.

Якщо проект загалом базується на економічності, шукайте економічний варіант, але якщо проект вже вимагає певних інвестицій, не регулюйте бюджет точно в батареях.

Якщо ви шукаєте багато циклів розряду з великим споживанням, давайте порекомендуємо коментарі користувачів безпілотних літальних апаратів та вентиляторів радіокерування при виборі конкретної моделі та постачальника.

Я сподіваюся, що керівництво допоможе вам правильно вибрати акумулятор, але якщо ви все ще сумніваєтесь, вам просто потрібно прокоментувати запис.

Коментарі

Привіт. Я прочитав цю публікацію з цікавістю, і вона була дуже корисною. Ваша ясність вітається.
Я хотів би знати, як годувати Arduino uno за допомогою сонячної панелі та зарядного пристрою.
Я розробляю метеостанцію зі своїми учнями, і ми хочемо знати, як найкраще її годувати та робити автономною. Привітання

Здравствуйте!
Є комерційні комплекти з пластиною та акумулятором, які ви можете придбати, якщо поспішаєте. За кілька тижнів я розберуся з цією темою, щоб спробувати показати кілька альтернатив залежно від програми.
Привітання!

Привіт Дані! Дуже цікава стаття. У випадку з Arduino MKR1000, який має номінальну напругу 3,3 в і джерело живлення 5 В, доцільно використовувати літієві батареї.

Привіт Ігнасіо!
Дійсно, MKR1000 має спеціальну схему зарядки для літій-полімерних акумуляторів (LIPO), зокрема 3.7v - це відповідна напруга.
Привітання!
Дані

Каже Валерія Осоріо

Ваш пост мені допоміг, але у мене є питання про те, як заряджати літієві батареї через вхід arduino nano. Щиро дякую, сподіваюсь на вашу відповідь.

Привіт валерія,
Якщо ви хочете мати можливість заряджати батареї одночасно з тим, як вони живлять Arduino Nano, вам знадобиться зовнішня схема зарядки. Існують комерційні рішення, такі як ця схема.
Привітання

Привіт Дані. Дуже хороша стаття, але у мене було запитання, я не впевнений, чи правильно розроблений мій роз'єм для акумулятора 9 В має полярність. Є проблема?

Привіт Дані!
Звичайно, він повинен мати правильну полярність, інакше у вас можуть виникнути проблеми, дуже важливо, щоб полярність була правильною. Вам доведеться перевірити полярність мультиметром.
Привітання

вибачте, якщо у мене є акумулятор 8800mAh, я можу живити arduino nano і одночасно живити сервомотор 20 кг/см, який споживає близько 3A для роботи, не пошкоджуючи arduino?

Привіт Хосе,
Якщо сервомотор має допоміжний вхід потужності, що, я гадаю, немає проблем, оскільки ви керуєте лише за допомогою arduino nano, але якщо живлення подається через сам arduino nano, у вас виникнуть проблеми.
Привітання

Привіт! У мене є питання. Чи можу я підключити літій-іонний акумулятор на 3,7 в 5000 мАг до Arduino MKR 1000 через роз'єм 3,7 В?

Привіт Габріелю,
Теоретично можна. У будь-якому випадку, виміряйте вихід цієї батареї, якщо напруга набагато перевищує номінальну 3,7 В.
Привітання

Буенас тард,
У мене є запитання, я створюю систему управління зрошенням за допомогою Arduino і використовую 4 батареї типу АА, але вони витрачаються менш ніж за 2 години. Arduino робить зчитування лише кожні 15 хвилин температури, вологості та стану ґрунту, це може бути проблемою програмування або захоплення клацань, або це те, що зазвичай витримує цей тип живлення, що ви рекомендуєте.

Привіт Серхіо,
Незважаючи на те, що дошка читає кожні 15 хвилин, вона справді працює весь час. Програма працює постійно.
З іншого боку, датчики також постійно живляться, і я підозрюю, що саме тут у вас найбільше споживання, хоча це триває лише 2 години, здається, перебільшено мало.
У будь-якому випадку, для проектів, в яких вам потрібно оптимізувати споживання, вам слід перейти до рішень для конкретних пластин з низьким споживанням та датчиків, крім того, щоб скласти графіки, що дозволяють знаходитись у режимі очікування, щоб плита мала мінімальне споживання, поки ви нічого робити не потрібно.
Для зрошення не виключайте харчування за допомогою сонячної батареї та ланцюга зарядки акумулятора.
Привітання