При використанні Arduino у проектах та проектах часто виникають такі питання: Які граничні значення напруги, струму та потужності Arduino? Як далеко я можу зайняти його, не пошкодивши?

На наступному зображенні показано Arduino Uno, підключений безпосередньо до відносно великого сервоприводу. Сервоприводи та такі двигуни мають потенціал виштовхнути Arduino до його межі або за її межі, спричиняючи різні збої, такі як перезапуск, незвичні помилки або навіть псування. У будь-якому випадку, дуже важливо розуміти обмеження ардуіно, його вхідних/вихідних контактів та його регулятора напруги.

напруги

Тут ми представляємо рекомендовані та максимальні обмеження для Arduino; у наступній таблиці наведено короткий зміст та детальне пояснення.

Межі вхідної напруги

12 В рекомендується
• 6

20 В абсолютна межа
• Штифти вводу/виводу (вводу/виводу): -Від 0,5 В до +5,5 В
(фактичний максимум - Vcc + 0,5 В для ардуіно 5 В) * Примітка 1

Обмеження вихідного струму:

• Якщо живиться через USB: загалом 500 мА
• Якщо живиться від зовнішнього джерела або акумулятора: загалом 500 мА

1 А
• Індивідуальний максимум на контакт I/O: 40 мА
• Сума всіх входів/виходів разом узятих
(НЕ включаючи штифт “5V”): 200 мА

Вхідне живлення: Для живлення Arduino це можна зробити або через порт USB, через роз'єм живлення 2,1 мм x 5,5 мм (присутній в Uno) або через роз'єми до виводів «VIN» та «GND» (є у всіх arduinos). Коли Arduino живиться через гніздо або через виводи VIN і GND, існують такі обмеження:

Рекомендовані напруги живлення: 7

12 В [1 і 2]

Ці вхідні напруги можуть підтримуватися нескінченно довго.

МАКСИМАЛЬНА напруга живлення: 6

20 В [1 і 2]

Нижче 7 Вольт може спричинити варіацію, коливання або падіння рівнів напруги 5 В, що спричиняє нестабільність та неточні аналогові показники при використанні analogRead () у вашому програмуванні.

Витримані рівні з часом понад 12 Вольт спричинять додатковий нагрів лінійного регулятора напруги Arduino, що може навіть призвести до перегріву. Однак на короткі періоди це може бути терпимо. Якщо регулятор занадто гарячий для дотику, вам потрібно буде використовувати підсилювач напруги в межах рекомендованих меж. На наступному зображенні показано всередині жовтого кола регулятор напруги плати.

Обмеження напруги на вхідних/вихідних штифтах [3]

Якщо вам потрібно виявити або виміряти напругу на цифровому або аналоговому вхідному штифті, ви повинні переконатися, що вона знаходиться в діапазоні від 0 до 5 В, якщо вона виходить за межі цих меж, її можна знизити за допомогою дільника напруги. Це масштабує напругу аналогових або цифрових показань до допустимих діапазонів.

Обмеження вихідного струму

Максимальний загальний струм, який можна взяти від Arduino при живленні через порт USB: 500 мА

На платі Arduino UNO є запобіжник, який можна скинути, що захищає USB-порти комп'ютера, який живить його від короткого замикання або перенапруги.

Максимальний струм, який можна взяти від Arduino при зовнішньому живленні (роз'єми Jack, VIN і GND):

Arduino UNO: 1 ампер [4]

Arduino Nano: 500 мА [5]

Сумісний з Arduino Nano: 1 ампер (деякі інші виробники)

Примітка: Якщо він не живиться від USB, загальний ліміт струму для 5 Вольт, який можна використовувати, буде обмежений регулятором відповідної плати та/або ємністю джерела живлення, залежно від того, що менше. Наприклад, припустимо, що джерело, яке буде живити Arduino Nano, може подавати напругу від 7 до 12 В і струм, більший за один Ампера; якщо це так, 5 В буде обмежено поточною ємністю регулятора плати 500 мА.

Максимальний вихідний струм, який може подавати штифт вводу-виводу: 40 мА [1,2 і 3]

Загальна максимальна сума вихідного струму, об'єднаного між усіма вхідними/вихідними контактами: 200 мА

Цей останній момент є одним з найбільш заплутаних і може бути найменш зрозумілим. Незалежно від того, що регулятор Uno може подавати Ампер (або для того ж випадку 500 мА Нано) на висновки 5 В і GND; загальна сумарна сила струму вхідних/вихідних виводів (включаючи аналогові виводи) мікроконтролера Atmega328 ніколи не повинна перевищувати 200 мА.

Отже, якщо ви використовуєте десять виходів на 10 світлодіодів і кожен з них на 20 мА, при цьому межа була досягнута при включенні 10 світлодіодів. Якщо цю межу перевищено, мікроконтролер може бути пошкоджений.

Одним із можливих рішень цього є використання транзисторів; Входам/виходам знадобиться дуже мало струму для приведення в дію транзисторів, що, в свою чергу, буде отримувати необхідний струм безпосередньо з 5-контактного виводу (який підключений безпосередньо до регулятора плати).

Таким чином, сума струмів вхідних/вихідних штифтів зберігається нижче межі 200 мА, тоді як 5-контактний вивід не перевищує 500 мА або 1 А, залежно від ситуації.