Arduino Uno R3:安定化された5Vから5Vのピンを直接供給しますか?


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データロガーを搭載したArduino Uno R3バッテリーを使用したいと思います。powerでステップアップ調整 5V充電式バッテリー電源を直接供給しpin 5Vます。

PowerJack Vinで5Vを供給したり、5Vで電力を供給したときに低電圧になったりVin、不必要な電力を消費したりする必要がないためU1です。

回路図を見てみましょう:http : //arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf

私はそれを編集しました。緑のエリアと青のパスを見てみましょう(最初は黄色のエリアを無視してください):
ここに画像の説明を入力してください

pin 5Vただし、その時点でそれを供給するだけで、U15V以上Vinから5Vに調整するリニアレギュレータが破壊される可能性があります。

質問

  • 調整された5V +を供給するのは容認でき安全pin 5Vですか?
  • さらにショートする必要がありVinますか?

残念ながらU1データシートには(NCP1117ST50T3G)の内部回路図はありません。

興味がある

黄色の領域を見てください:私は間違っていますか、または保護ダイオードが反転していますか?カトードはありUSBVccませんか?

編集1:

3つの答えは、USBを介して安定化された5VをArduinoに供給する最も安全な方法であると述べているので、少し質問を明確にする必要があります。可能であればUSBケーブル。

これが偶然に発生する可能性のあるテスト目的を除き、Vin/ VccUSBVcc 5V同時に使用することはできません。


私は同じことをする予定ですので、私は尋ねます:最後に5VピンまたはUSBVCCピン、または何か他のものを使用しましたか?
heltonbiker

外部電源を使用して回路が動作する状況に遭遇しましたが、USBを接続すると正しく動作しなくなります。USB接続を許可し、適切な動作を維持するために、熱風を使用してヒューズをUnoから持ち上げました。USBポートの横にある金色の外観で、501Hというラベルが付いています。
クリスK

回答:


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あまり公式ではありませんが、+ 5Vピンに直接電力を供給することは、(ほぼ)USB経由でUnoに電力が供給されたときに起こることです。設計上、USB電源は完全に問題ないので、セットアップも問題ないはずです。

たとえば、USB-Bケーブルを使用して、外部安定化+ 5VをUSBVCCネットに供給することもできます。

2番目の質問に従って、V_inに接続しないでください。NCP1117の出力は、代替の競合する電源になる可能性があり、これを避けるのが最善です。


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「+ 5Vピンに直接電力を供給することは、(ほぼ)USB経由でUnoに電力が供給されたときに起こることとまったく同じです。目を開けてくれてありがとう。:)
try-catch-finally

回答を比較した後、あなたの回答が私の質問と最もよく一致すると思うので、あなたの回答を受け入れました。(しかし、あなたの答えの「設計による」が強調されるべきであると言うべきです-私のPCは4.85Vのみを供給します;)
try-catch-finally

ありがとう:) USB仕様では、許容電圧を5V +/- 5%と定義しているため、すべてのUSBデバイスは4.75Vから5.25Vまでの任意の電圧を処理できる必要があります。あるいは、この範囲の調整電圧を出力する電源を使用して、USBデバイスに電力を供給できます(十分な電流を供給できる場合)。
DimKo

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電源を供給に関する公式立場 Arduinoの宇野上の5V端子に直接はこのようです:

5V。このピンは、ボード上のレギュレータから安定化された5Vを出力します。ボードには、DC電源ジャック(7-12V)、USBコネクタ(5V)、またはボードのVINピン(7-12V)から電力を供給できます。5Vまたは3.3Vピンを介して電圧を供給すると、レギュレータがバイパスされ、ボードが損傷する可能性があります。お勧めしません。

そうは言っても、VUSBコネクターに調整された5ボルト(ピンとして分断されていない)を供給する方法が必要です:これは、USBケーブルを使用して実行するときのボードへの通常の電力供給方法です。許容できる。

さらに、VUSBから電力を取得する際の+ 5Vラインへの唯一の電圧降下は、FDN340P MOSFETのオン抵抗での降下で、70〜110ミリオームです。Unoからの大電流の駆動を伴わない一般的な操作では、100 mAの電流需要により、、大まかに見積もるにより11 mVの電圧降下ます。

VUSBに電力を供給する簡単な方法については、USBケーブルを切り開いて解放し、VUSBとグランドピンに5ボルトを加えます。


引用のおかげで、私もそのページでこれを探していたので、私はそれを見落としたに違いありません。ただし、「5Vまたは3.3Vを介して」というフレーズは、少し誤解を招く恐れがあります。バイパスは本当にU2にダメージを与える可能性がありますが、DimKoとPasserbyが言うように、T1を介して5VをバイパスすることはUSB駆動のArduinoが行うことです。
のtry-catch-ようやく

Edit 1も参照してください。USBケーブルの接続を避けたいです。5V pin(自分の責任で)Arduinoを動かすと思います。
のtry-catch-ついに

+1 「VUSBに電力を供給する簡単な方法については、USBケーブルを切断して解放し、VUSBとグラウンドピンに5ボルトをかけるだけです。」いい案。
匿名のペンギン

この「VUSB」ネットが何を指しているのか分かりません。USBコネクタのピン1(これはUNOの「XUSB」であることがわかります)または「USBVCC」ネットのいずれかを意味すると仮定していますか?
gwideman

@gwidemanはい、USBVCCは多くのArduino回路図でVUSBと呼ばれ、その導体には私のボードにもVUSBのスクリーン印刷ラベルがあります。
アニンドゴーシュ

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公式には推奨されていません

Arduino(会社)は、5ボルトを直接供給することを推奨しません。

  1. ターゲットオーディエンスは、回路図がどのように設計されているかを常に理解しているわけではなく、初心者/非技術者として、規制されていない5ボルトを 5Vラインに物事を吹き飛ばし、顧客サービスの呼び出し/払い戻しを引き起こすなど / repairs / etcetera。
  2. 5ボルトを直接供給すると、自動検出/電圧保護方式がバイパスされます。

ArduinoのUSB /外部電源選択の仕組み

5ボルトを直接供給するのは簡単です。ICSPプロトコル/ヘッダーと同様に、USB電源は実質的にこれを行います。USBには、ライン上に500mA PTCヒューズがあり、pチャネルMOSFETがありますが、それ自体では保護を提供しません。しかし、そのmosfetのU5A上に、ラベルの付いたLMV358もあります。これは(半分)オペアンプであり、コンパレータとして使用されています。場合には、VIN検出され、より高い3.3ボルト、オペアンプドライブラインをロー、切断、MOSFETを無効USBVCCからオフ5Vライン。これにより、使用できるようにVINなりますUSBVCC問題なく同時に。そうしないと、同じレール上で競合する2つの電源(USBと5ボルトのレギュレーター)が存在することになります。

MOSFETにはボディダイオードがあります

内部のMOSFET構造の一部であり、逆電圧保護として機能し、5V電源レールがに逆流するのを防ぎUSBVCCます。MOSFETがオンのときは無効になり、オフのときは逆バイアスになります。

警告

  1. USBと5Vを同時に接続しないでください!ピンに
    調整された5ボルトを入力することにより5V、有用な電源選択メカニズムをスキップします。5ボルトをUSBコネクターに、またはUSBコネクターとUSB PTCヒューズの間に簡単に接続できますが、これにより500mAの制限が発生します。より多くの電流が必要な場合は、ヒューズをバイパスできますが、MOSFETはバイパスできません。
  2. DO NOT SHORT 5VVIN
    いずれにせよ、5ボルトのレギュレーターVINは、使用されない限りダンディになります。

ICSP(およびISP)ヘッダーについて:+ 5Vネットに接続されているピンはISP VTGです。これは、プログラマーが+ 5Vまたは+3.3ターゲット。5Vの入力として意図されていないため、5V電源を+ 5Vネットに接続することを支持する証拠ではありません。(どちらにも強くはないが。)
gwideman 14

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「VINが検出され、3.3vよりも高い場合、オペアンプはラインをローに駆動します」:実際には、U5AへのVINとCMP入力の間に分圧器があります。つまり、入力としてUSBVCCを無効にするにはVINを6.6Vより高くする必要があります。さらに、電源入力ジャックPWRINとVINの間にダイオードがあり(0.6Vの降下を追加)、NCP1117のドロップアウトは1から1.2Vであるため、USBVCCがなくても外部電源は7.2Vを超えてUSBVCCをオフにする必要があります外部電源は6.6 6.8Vにまで信頼性の高い電源を供給できる
gwideman

しかし、5V電源をArduinoシールド+ 5Vに接続しても動作することに同意しますが、Passerby氏が強調するように、ユーザーはその電源とUSBを同時に接続しないようにする必要があります。両方を接続すると、USBホスト、外部電源、またはできればヒューズF1の切断が損傷する可能性があります。
グワイドマン14

@Passerbyあなたの答えは良いダミー言語で何が起こっているかを説明します。ただし、「MOSFETのダイオードはボディダイオードです」と言ってほしいことはよくわかりません。私の最良の推測は次のようなものです:Mosfetには通常USBホストの方向に電流が流れるのを防ぐダイオードが含まれていますが、Arduinoの「USBVCC」に電圧が印加されるとすぐにこの内部ダイオード(保護)は無効になります。
プロバックアップ

@ProBackup MOSFETのダイオードは常に存在し、それ自体が「無効」になることはありません。ただし、MOSFETがオン状態のとき、ドレイン-ソース経路の抵抗は非常に低いため、ダイオードに並列するダイオードは無関係です。(したがって、ダイオードはMOSFETがオフの場合にのみ関連し、その場合、USBVCCから+ 5Vの方向の電流のみが許可されます。)
gwideman

4

あなたは大丈夫だと思う。

NCP1117データシート、10ページから:

ここに画像の説明を入力してください

データシートの音から、レギュレータには内部保護ダイオードがあり、その上に存在する容量性負荷を簡単に処理できるはずVINです(そして、ネジから、ネットラベルおよび検索不可能な回路図)、全体の静電容量VINは47 uF)。

そのため、ボード上のすべてのコンデンサが完全に放電しても、レギュレータの保護ダイオードを流れる電流は、その単一の47 uFコンデンサを充電するのに必要な電流だけです。


本当に心配な場合、または余分な注意が必要な場合は、5VピンとVinピンの間にショットキーダイオードを挿入できます。これにより、逆電流がレギュレータに流れるのを防ぎます(基本的に、これは上の図のD1と同じです)。

また、単にVinピンを5Vピンにジャンプして、5VをDC入力ジャックに供給することもできます。5.5V以上のarduinoに給電すると、何か損傷することに注意してください。


誰がこれを支持していますか?そして、なぜですか?
コナーウルフ

私が投稿したデータシートの抜粋は、この部品には出力から入力までの内部保護ダイオードがあることを明確に述べています。本番環境でこのように使用するのは良い習慣ではないかもしれませんが(私はそうは思わないでしょう)、それが破損する可能性があるのは電圧レギュレーターだけです。
コナーウルフ

1
思慮深く、適切な回答を得るために+1しました。そうは言っても、外部の+ 5VをUSBコネクタに誤って接続することを防ぎ、F1を利用するため、外部の+ 5V電源をUSBコネクタに供給することが最善の方法であると考えています。
グワイドマン14

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別のアイデアは、+ 5vからオペアンプピン3への非反転入力である「CMP」というラベルの付いたポイントに2.2k抵抗を接続することです。これにより、ボードへのUSB + 5v電源が無効になりますが、USB通信は可能になります。

もちろん、抵抗を「オフ」にするSPSTスイッチも良いので、この新しい機能を無効にすることができます。スイッチは2.2k抵抗と直列に配線されます。USB電源を再び使用する予定がない場合でも、外部の+ 5v電源入力なしでUSB電源を使用してボードに電力を供給しなければならない場合にのみ、スイッチは必要ありません。

外部の+ 5v電源を接続したときにLM358の出力を測定することにより、それが機能することを確認するためにテストを行います。


0

5ボルトを直接供給するのは簡単です。ICSPプロトコル/ヘッダーと同様に、USB電源は実質的にこれを行います。USBにはライン上に500mA PTCヒューズがあり、pチャネルmosfetがありますが、それ自体は保護を提供しません。しかし、そのMOSFETの上に、U5Aというラベルの付いたLMV358もあります。これは(半分)オペアンプであり、コンパレータとして使用されています。VINが検出され、3.3ボルトよりも高い場合、オペアンプはラインをローに駆動し、MOSFETを無効にして、USBVCCを5Vラインから切断します。これにより、問題なくVINとUSBVCCを同時に使用できます。それ以外の場合は、同じレール上で競合する2つの電源(USBと5ボルトのレギュレーター)があります。

うーん、これは逆ではないですか?分圧器はコンパレータの非反転入力に接続されているため、分圧器の電圧が3.3Vを超えるとHIGH(+ 5V)になり、3.3Vを下回るとLOWになります。PチャネルエンハンスメントモードMOSFETは、ゲート電圧がHIGH(Vgs = 0V)のときにオフに切り替わり、ゲート電圧がLOW(Vgs = -5V)のときにオンに切り替わります。

結果は、引用された段落の状態と同じです(分圧器で3.3Vを超える電圧はMOSFETをオフにしてUSB電力を分離し、分圧器の低電圧はUSB電力を回路に接続します)後方にあります。


-1

その場合の最善の方法は、5Vの安定化ソースから+ 5Vピンを介してArduinoに電力を供給し、USBをコードに接続したり、コンピューターに値を印刷したりする必要がある場合は、5Vワイヤーを切断したUSBケーブルを使用することです。

そうすれば、あなたは決してあなたのarduinoを電源の戦いに決して入れないでしょう。しかし、3.3Vピンは機能しません。5Vレールは3.3電圧レギュレータに行かないためです。

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