Подключение ардуино нано к блоку питания

Обновлено: 03.07.2024

1) К Ардуино будут подключены несколько датчиков (газ, давление, температура, влажность, задумленность), но соответственно сама Arduino Nano не может дать нужного тока для питания всех датчиков, верно? Я так прикинул, суммарно до 400-500мА будет нагрузка.

2) внешене питание подключается на определенные ноги, как я понял: Vin и GND. На Vin подавать надо 5V ? Часто пишут что лучше завысить до 6-7V, это верное утверждение?

3) Для питания такого количества датчиков нужно будет делать шину питания, ну грубо говоря колодку к которой будет подводиться ток. Эту колодку запитывать от тех же Vin и GND ? Т.е. завели питание на плату и к тем же ногам отводим провода на шину питания?

Или питать плату отдельно по microUSB, а датчикам делать отдельную шину питания НЕ связанную с платой ардуино? Это же вроде не правильно, или тоже реализуемо? Земля не общая получится.

Как-то так сформулировал, вроде должно быть понятно. ОЧЕНЬ прошу подсказать, понимаю вопросы простые, однозначные, но я что-то уперся в них.

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

День добрый Вам!

Подскажите, чтобы я не напортачил с первого хода :)

На самом деле, это крайне полезное занятие. В голове остаётся гораздоо больше, чем от чужих подсказок. Не надо этого бояться.

сама Arduino Nano не может дать нужного тока для питания всех датчиков, верно? Я так прикинул, суммарно до 400-500мА будет нагрузка.

Если больше 200мА - забудьте про "саму ардуину"

Если бы Вы не поленились прочитать руководство прямо на этом сайте, то знали бы, что на Vin подаётся от 7 до 20 вольт, но лучше не выпендриваться и подавать 9-12В. А на пин 5В можно подавать только 5В, причем стабилизированное.

Ну, скорее, методически правильно говорить наоборот. С общей колодки и на Vin, и на датчики.

Как хотите, так и делайте, но земля должна быть общей всегда. Никаких исключений! Вам что трудно соединить землю запитанной от USB платы с землёй колодки?

Слишком много думаете и выдумываете себе проблемы. Как говаривал Козьма Петрович Прутков: "Не мудрствуй лукаво!".

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Никаких исключений! Вам что трудно соединить землю запитанной от USB платы с землёй колодки?

В случае использования N-мосфетов "рвать" приходится как раз землю. :) Так что иногда бывают исключения.

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Никаких исключений! Вам что трудно соединить землю запитанной от USB платы с землёй колодки?

В случае использования N-мосфетов "рвать" приходится как раз землю. :) Так что иногда бывают исключения.

И что? Рвите на здоровье. Это никак не отрицает того, что если в конструкции имеются несколько источников питания, из "земли" должы быть соединены - никаких исключений.

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Спасибо огромное! Обрисовывается картина того, что нужно сделать.

Я возможно недостаточно что-то понимаю в электронике, такой вопрос еще:
Я подключу БП выдающий стабильно 5В (ну, зарядка для телефонов допустим) на общую колодку питания, с нее накину на плату ардуино на пин 5V и GND. Но, если общий ток питания всех участвующих компонентов в схеме будет выше, чем проводка ардуино может выдерживать (200мА), получается при подключении платы Arduino с общей колодки питания - плату надо будет запитывать через сопротивление? Или я принцип течения тока "недопонимаю"?

И можно еще спрошу?
Часто нет в описании к устройствам потребления тока. Как его узнать? Ну, к примеру дисплей "IIC/I2C 1602 Serial Blue Backlight LCD Display", откуда вы берете эти значения?

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Я подключу БП выдающий стабильно 5В (ну, зарядка для телефонов допустим)

Ни в коем случае. Конечно, зарядки разные бывают, но среднестатистическая зарядка - это "ужас ужас" - без нагрузки на 3 вольта больше, под нагрузкой - на три меньше, пульсации в пару воьт туда-сюда. Такие фокусы просто убьют Ваш контроллер. А осциллографа, которым можно было бы проверить Вашу конкретную зарядку, у Вас, как я понимаю, нет. Питайте ардуину от USB компьтера и никаких зарядок. Ну или от 12В через Vin - там не обязательно стабилизированное, т.к. на плате есть свой стабилизатор.

Если у Вас нет лабораторного блока питания и нет возможности его купить, возьмите блок питания от сдохшего компьютера. Навеняка не у Вас, так у друзей найдётся старый пыльный корпус в котором стоит пыльный, но вполне рабочий блок питания. Его легко задействовать (одну перемычнку переткнуть). Там у Вас будет стабилизированные 5В и 3.3В и нестабилизированные 12В. Кстати, 12 В там биполярные (т.е. есть +12В и -12В относительно земли. Если пока не знаете для чего это, скоро узнаете).

Но, если общий ток питания всех участвующих компонентов в схеме будет выше, чем проводка ардуино может выдерживать (200мА),

А в чём проблема? Вы к одному источнику параллельно подключили несколько потребителей, через каждый потребитель проходит его ток, а о том, какой ток идёт через соседний потребитель они и не знают.

Часто нет в описании к устройствам потребления тока. Как его узнать? Ну, к примеру дисплей "IIC/I2C 1602 Serial Blue Backlight LCD Display", откуда вы берете эти значения?

Подключаю прибор к источнику питания и измеряю ток. Если это лабораторный блок питания, он обычно сам показывает, если же не показывает. всегда можно мультиметром померять. Умеете?

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Точно! Да, есть, сумею. Голова пока не ориентирована такие простые решения видеть :) . Спасибо вам большое за Ваше внимание ко мне!

----
По поводу зарядки понял, тогда по ней отбой, планировал конкретно китайскую первую попавшуюся.
Мне просто надо будет получить устройство размером с два кулака. Таким образом блок питания компьютера смогу использовать только в лабораторном периоде. Как дальше быть?

Если запитаю на Vin, то получается мои датчики всеравно придется запитывать от нестабилизированных 5В китайской зарядки, помруть ведь? Или для датчиков/устройств это уже не смертельно? Ведь если снимать 5В для их питания с платы ардуино, плата нагрузку не выдержать может?

Мой набор:
Pressure Sensor - BMP180 Breakout Board GY-68
Active alarm buzzer driver module single chip microcomputer intelligent car robot parts Ard
MQ-7 gas sensor detects carbon monoxide alarm module
MQ-5 LPG gas city gas sensor module gas sensor module
IIC/I2C 1602 Serial Blue Backlight LCD Display For Arduino 2560 UNO AVR A004
Infrared Remote Control Module + Receiving Head HX1838
DHT22 Digital Temperature and Humidity Sensor AM2302

Ардуино – одна из популярнейших систем упрощенного проектирования материнских плат для инженеров. Такому статусу она обязана своей простоте, относительно программной и аппаратной составляющей, ведь что первое, что второе – уже предоставляется пользователю на блюдечке, а ему остается лишь скомбинировать их по своему желанию. Получается такой конструктор, с целым рядом микроконтроллеров, под различные ситуации, что также увеличивает вариативность его применения.

Давайте же разберёмся в одной из основ создания проектов, а именно, как подключать на Ардуино нано питание и с какими нюансами вы столкнетесь по ходу этого процесса.

Способы питания Ардуино

Как уже упоминалось, система крайне вариативна, и это в ней заложено самими создателями. А соответственно, она должна быть готова к разным ситуациям и вариантам эксплуатации, чтобы «неловкий» пользователь не сломал что-то ненароком. Или, что происходит чаще, ему не приходилось самостоятельно проектировать материнскую плату под нюансы каждой системы.

Отклоняясь от темы, упомянем, что последнее всё же приходится делать, и, создавая полностью авторские разработки, вам придется докупать резисторы, транзисторы и прочую утварь, но в большинстве случаев – такой подход архаичен и в нем нет необходимости.

А всё дело в том, что на Ардуино питание выстроено специальным образом, позволяющим работать с различными источниками питания, а соответственно, и с некоторой областью характеристик тока, вместо четких значений у аналогов системы. Именно этим питание Аrduino nano и подкупает большинство новичков, а вот более продвинутым пользователям такое решение кажется спорным и может вызывать в их сообществе множество дискуссий.

Почему так происходит, вы поймете сами, как только наработаете определённый опыт в проектировании систем и начнете делать более серьезные вещи, но к тому моменту, скорее всего, надобность в использовании Ардуино у вас и вовсе отпадет.

Если говорить более конкретно, то питание на Ардуино может подключаться через три различных источника:

Mini В USB, когда вы тестируете проект на ПК. Это крайне важный и удобный момент, ведь нет необходимости, при программировании и тестировании вашего продукта, подводить ток дополнительно, что экономит силы. А наличие систем, позволяющих через такой источник регулировать характеристики тока, упрощает некоторые задачи.
Непосредственно через нерегулируемые источники в 6-20 вольт. Это происходит через 30 пин, и подобно выходу на цифровой сигнал, данный вход воспринимает весь диапазон. Удобно в некоторых случаях, подробнее о которых вы можете узнать, когда начнете разбирать проекты на системе.
Через регулируемые источники в 5 вольт. Это стандартный и часто используемый способ подавать питание на Аrduino uno. В нем есть небольшой недостаток, заключающийся в том, что вам потребуется как-то преобразовать входное напряжение к 5 вольтам, но решений данной задачи уже множество, и все их вы можете найти в открытом доступе на нашем сайте. Данный вход находится на 27 пине.

У нано лишь три входа, описанных выше, и это стоит учитывать при проектировании систем. Также учтите, что если одновременно подключиться к каждому, то плата на программном уровне выберет в качестве источника питания тот, у которого выше всего напряжение, а остальные заблокирует.

Удобство такого решения и объяснять не стоит. Внешние источники питания дополнительно стабилизируются при помощи LM1117IMPX-5.0 с 5В напряжения, а при подключении к компьютеру система начинает использовать диод Шоттки, чтобы регулировать поступающий ток (см. схему выше).

Характеристики питания для Ардуино

Итак, мы оговорили все способы, как подключить питание на Аrduino, и затронули характеристики последнего, которые необходимы, чтобы плата не сгорела и могла исправно выполнять поставленные задачи. Заранее стоит оговориться, что последнее, в принципе, маловероятно, так как, несмотря на то, что питание Ардуино от Ардуино может иметь различные характеристики, микроконтроллер всё же более строго относится к нему, чем это сделала бы какая-то «болванка», которой вы бы захотели его заменить.

Мы уже говорили, что у ограничений есть свои недостатки и достоинства, поэтому здесь вам придется самостоятельно решать, является ли такой подход удобным для вашего проекта или нет.

В любом случае, подключенное питание лучше регулировать под заданные характеристики по возможности, поэтому в документации некоторых проектов указывают, как правильно выстроить электросхему, чтобы конечный ток поступал в строго ограниченных количествах и регулировался в плане напряжения.

Последнее уже было упомянуто, и то, каким оно должно быть, мы уяснили, но как же сила тока? Ведь это не менее важный нюанс, который стоит заранее учитывать при создании сложных систем, особенно с большим количеством модулей. А последнего добра, в некоторых случаях, может быть действительно много.

Из-за этого и тяжело точно сказать, какое питание на Аrduino mini pro лучше подключать, по силе тока. Дело в том, что каждая мелочь, которую вы используете в проекте, потребляет определённое ограниченное количество электричества, зачастую указываемого в мА, поэтому здесь все расчеты исключительно индивидуальны и зависят от конкретного случая.

Схема подключения светодиода к Ардуино Нано

Новичкам об этом задумываться не приходится, ведь необходимое питание для Ардуино в мельчайших подробностях расписывается в гайдах, и ошибиться там крайне тяжело. Это необходимо затем, чтобы новый пользователь смог привыкнуть ко всем нюансам проектирования и архитектуры систем.

Ведь если у esp8266 питание от батарейки, то необходимо ещё проследить, чтобы не было его излишков. Если же вы собираетесь подключать питание esp8266 к индивидуальному проекту, аналогов которого в сети не нашли, то тут всё также не очень тяжело. Дело в том, что характеристики каждого модуля и каждой платы в подробностях расписываются в многочисленных мануалах, вам же достаточно будет воспользоваться несколькими законами электротехники и правильно спроектировать платформу, чтобы каждый элемент получал необходимые ему ресурсы.

Подключение питания

Подключать всё это можно непосредственно к пинам или, в случае тестирования системы, просто воспользоваться usb-портом. Система сама рассчитает, сколько ей необходимо, и внутренними силами преобразует входное напряжение к подходящим значениям.

Если же вы пользуетесь нерегулируемым и регулируемым источником, то достаточно припаять соответствующий провод к пину, и электричество спокойно потечет по плате.

Плата Arduino Nano — аналог флагманской Uno в миниатюрном размере. На ней предусмотрено всё необходимое для удобной работы с микроконтроллером: 14 цифровых входов/выходов (6 из них могут использоваться в качестве ШИМ-выходов), 6 аналоговых входов, кварцевый резонатор на 16 МГц, разъём Mini-USB, разъём питания, разъём для внутрисхемного программирования (ICSP) и кнопка сброса.

Видеообзор

Подключение и настройка

Для запуска платформы скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE.

При выборе платформы выбирайте Arduino Nano.

Если всё получилось — можете смело переходить к экспериментам.

Элементы платы

Микроконтроллер ATmega328P

Микросхема FT232R

Микросхема FTDI FT232R обеспечивает связь микроконтроллера ATmega328P с USB-портом компьютера. При подключении к компьютеру Nano определяется как виртуальный COM-порт.

USB-UART преобразователь общается с микроконтроллером ATmega328P по интерфейсу UART через пины 0(RX) и 1(TX) . Рекомендуем не использовать эти контакты в своём проекте.

Светодиодная индикация

Имя светодиода	Назначение
RX и TX	Мигают при обмене данными между Arduino Nano и ПК.
L	Пользовательский светодиод подключённый к 13 пину микроконтроллера. При высоком уровне светодиод включается, при низком – выключается.
ON	Наличие питания на Arduino Nano.

Разъём Mini-USB

Разъём Mini-USB предназначен для прошивки платформы с помощью компьютера.

Регулятор напряжения 5 В

Линейный понижающий регулятор напряжения LM1117MPX-5.0 с выходом 5 вольт обеспечивает питание микроконтроллера ATmega328P и другой логики платформы. Максимальный выходной ток составляет 800 мА.

ICSP-разъём для ATmega328

ICSP-разъём предназначен для загрузки прошивки в микроконтроллер ATmega328 через программатор.

Также через контакты ICSP Nano общается с платами расширения по интерфейсу SPI.

В этой статье хочу уделить немного внимания аппаратной основе плат семейства Arduino Nano. Вариации аппаратного исполнения я описал под фото.

Arduino Nano может быть запитан через кабель mini(micro)-USB, от внешнего источника питания с нестабилизированным напряжением 6-20 В (через вывод 30, подавать на этот вывод больше 12 В настоятельно не рекомендуется) либо со стабилизированным напряжением 5В (через вывод 27). Устройство автоматически выбирает источник питания с наибольшим напряжением.

Напряжение на микросхему FTDI FT232RL подается только в случае питания Arduino Nano через USB. Поэтому при питании устройства от других внешних источников (не USB), выход 3.3 В (формируемый микросхемой FTDI) будет неактивен, в результате чего светодиоды RX и TX могут мерцать при наличии высокого уровня сигнала на выводах 0 и 1.

Каждый из 20 (0-19, на схеме помещены в сиреневые параллелограммы, на то же схеме в серых параллелограммах указаны выводы микроконтроллера) цифровых выводов Arduino Nano может работать в качестве входа или выхода. Рабочее напряжение выводов — 5В. Максимальный ток, который может отдавать один вывод, составляет 40 мА, но нагружать выходы более, чем на 20 мА не рекомендуется. При этом суммарная нагрузка по всем выводам не должна превышать 200 мА. Все выводы сопряжены с внутренними подтягивающими резисторами (по умолчанию отключенными) номиналом 20-50 кОм. Помимо основных, некоторые выводы Arduino Nano могут выполнять дополнительные функции:

Последовательный интерфейс: выводы 0 (RX) и 1 (TX). Используются для получения (RX) и передачи (TX) данных по последовательному интерфейсу. Эти выводы соединены с соответствующими выводами микросхемы-преобразователя USB-UART от FTDI.

Внешние прерывания: выводы 2 и 3. Данные выводы могут быть сконфигурированы в качестве источников прерываний, возникающих при различных условиях: при низком уровне сигнала, по фронту, по спаду или при изменении сигнала. Для получения дополнительной информации см. функцию attachInterrupt().

Интерфейс SPI: выводы 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Данные выводы позволяют осуществлять связь по интерфейсу SPI. В устройстве реализована аппаратная поддержка SPI.

Светодиод: вывод 13. Встроенный светодиод, подсоединенный к цифровому выводу 13. При отправке значения HIGH светодиод включается, при отправке LOW — выключается.

I2С: выводы 4 (SDA) и 5 (SCL). С использованием библиотеки Wire (документация на веб-сайте Wiring) данные выводы могут осуществлять связь по интерфейсу I2C (TWI).
Помимо перечисленных на плате существует еще несколько выводов:

AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Может задействоваться функцией analogReference().

Reset. Формирование низкого уровня (LOW) на этом выводе приведет к перезагрузке микроконтроллера. Обычно этот вывод служит для функционирования кнопки сброса на платах расширения

Аналоговые входы A0-А7: входы с 10-битным аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Напряжение поданное на аналоговый вход, обычно от 0 до 5 вольт будет преобразовано в значение от 0 до 1023, это 1024 шага с разрешением 0.0049 Вольт. Источник опорного напряжения может быть изменен.

Среда программирования Arduino IDE поддерживает работу не со всеми устройствами, входящими в состав микроконтроллера. Например, остался без внимания аналоговый компаратор. Пользоваться им можно, но придется напрямую обращаться к регистрам.

Читайте также: