为Arduino供电有点不可思议。那不是 ’当我第一次开始与他们合作时,对我来说并不明显,但是Arduinos具有板载规范。利用此优势,通过使用比微控制器(体彩十一运夺金网站)逻辑电平所需的标称5V或3.3V更高的电压电源,可以更长的电源接线时间。一些Arduino接受6Vdc至16 Vdc的输入电压,该电压远高于体彩十一运夺金网站的最大额定值,但Arduino板可精确调节电源电压以及Arduino外设的附加电源。一世’曾经有经验丰富的工程师对使用9Vdc电源为3.3V Arduino的供电的原因感到困惑,直到向他们解释为止。
单片机电源要求
通常忽略了为基于微控制器的设计选择合适的电源。尽管在设计本身的细节上可能需要付出大量的精力和精力,但是许多性能和可靠性问题都可以追溯到电源的选择和连接。 Arduino的开发板家族提供了针对这些问题的解决方案,但在不充分了解设计时可以使用哪些选项的情况下,很容易出错。这并非简单地说5V Arduino的使用5Vdc电源,而3.3V Arduino的使用3.3 Vdc电源。
Arduino的电源要求
许多Arduino使用 ATmega328P 微控制器。 微芯片的ATmega328具有广泛的可接受的Vcc电压。 (Vcc是操作IC所需的稳压DC电源电压,通常被称为IC的电源电压。)最常见的是,Arduino设计为以3.3 V电平逻辑工作以降低功耗,或以5 V逻辑工作。与传统的TTL逻辑设备兼容。下面提供的示例涉及3.3 Vdc设备,其中对电源的考虑更为关键。但是,相同的原理也适用于5 Vdc设备。

示例:Arduino Pro Mini
首先,我们假设电路设计使用了类似 Arduino的 Pro迷你版。 Arduino的的最大电流消耗为200mA。 Arduino的本身不太可能会汲取200mA的电流,但假设Arduino和与之相连的其他设备之间的总汲取电流为200mA。 ATmega328p数据表显示,引脚上逻辑高电平的最小电压为Vcc的90%。因此,如果Vcc为3.3 Vdc,则视为逻辑高电平的引脚上的最小电压为0.9 * 3.3 Vdc = 2.97 Vdc。在低于2.97 V的数字引脚上看到的任何值都在不确定的范围内,并且会导致Arduino产生不可预测的结果。
电源和Arduino之间总是存在一定距离。距离越大,电源接线两端的电压损失就越大。但是损失了多少呢?由于26 AWG是低功率电路布线的常见选择,并且它位于线规范围较小的一端,因此铜的数量更少。更少的铜意味着更低的成本。 26 AWG绞合线是一个不错的选择,因为布线的灵活性。 26 AWG足够大,因此可以承载高达2.2Amp的机箱布线,这是我们为设计中Arduino的最大电流消耗所指定的200mA电流消耗的十倍以上。 3.3 Vdc电源和26 AWG似乎是一个不错的选择,但让我们仔细看看。
电源线损
优质26 AWG导线的电阻为每1000英尺40.81欧姆或每英尺40.81毫欧。在电源线中流过200mA电流时,每条导线的电压降将如下所述。请记住,我们需要将电线从电源连接到Arduino,然后再次将其连接到电源的负极。我们可以看到,在十英尺处,我们的3.3 Vdc电源损失了5%。在20英尺高处,我们损失了近10%。此操作将施加到Arduino的电压降低到4.5V;我们保证的最大数字逻辑高电压的下限。

对于大多数应用而言,二十英尺似乎是一个合理的距离。但是,到目前为止,我们仅考虑了导线本身的电阻。
接触电阻
通常不考虑甚至不了解接触电阻。 26 AWG导线的电阻基于导线的横截面直径为每1000英尺40.81欧姆。但是,在布线中我们连接的每个点上,我们都创建了一个点,电流路径的横截面减小了,因此电阻点更高。
配合圆形连接器只会使销钉在切线点处接触到枪管。 刀片连接器 在整个表面上产生相同的减小的面积。甚至一个 螺丝端子 不能匹配导线本身的横截面电阻。考虑到任何终端都容易随着时间的流逝而氧化,并且会在系统的整个使用寿命中多次连接和断开电线,从而增加电阻。这些点中的每一个都可以很容易地具有40毫欧的接触电阻。那就对了;每个连接点可增加1英尺26 AWG线的等效电阻。通过两个连接在Arduino上的连接和两个在电源上的连接,任何系统都将至少具有4个终端。现在,Arduino和其电源之间的电压源在8英尺处的损耗为5%,在18英尺处的损耗为10%。

单一供应选择–距离不同?
因此,在典型的电源接线设置下,电源和Arduino之间的3.3V电源电压在8英尺处损失了5%,在18英尺处损失了10%。简而言之,如果我们使用可调直流电源,则可以增加电压以补偿线路损耗和接触电阻。但是,电源很昂贵并且占用空间。通常,在嵌入式系统中,设计人员尝试为多个嵌入式控制器提供通用电源。如果一个控制器距电源一英尺,而最后一个控制器距电源20英尺,则设计人员将采取微妙的平衡动作,以将每个嵌入式控制器保持在适当的范围内。
Arduino的电源选项
Arduino的设计通过提供板上调节功能为您提供了一种解决线路损耗和接触电阻电源问题的方法。但是,有几种方法可以为Arduino供电,但并非所有方法都可提供板上调节的优势:
USB电源 –通常使用USB电缆通过Arduino集成开发环境(IDE)对Arduino进行编程。 USB电缆不仅通过IDE串行监视器提供诊断,而且还通过USB Vcc引脚为Arduino提供5Vdc电源。 5V USB电源用于直接为5V Arduino的供电,如果是3.3V Arduino的,则将其调低。
5V或3.3V电源 –设计人员可以向Arduino的5V或3.3V电源引脚施加适当的电压。这些引脚直接连接到Arduino板上体彩十一运夺金网站的电源引脚。但是,向这些引脚供电会导致Arduino的体彩十一运夺金网站受到前面提到的电源的线损和接触电阻损耗的影响。
Vin或Raw– Arduino可能会将此引脚标记为“ Vin”或“ RAW”,具体取决于 Arduino的变体 正在使用。一个常见的错误是对该引脚施加5V或3.3V电源。这样做的问题是,不仅您有前面提到的线路损耗和接触电阻损耗,而且该引脚是板载稳压电路的输入。喜欢 任何稳压器,您需要向设备提供的电压要比预期的要多一些。如果我们对Vin施加3.3 Vdc,则通过调节器会损失大约0.5伏。这意味着微处理器和连接的外围设备充其量只能在2.8 Vdc上运行。结合我们提到的线路损耗和接触电阻损耗,我们可以在低于所需电压水平的条件下运行。

V在 pin, properly used
尽管存在上述问题,但使用V在 或RAW引脚可解决电源电压损失。在Arduino板上,V在 或RAW引脚是Arduino板上稳压器的输入。我们要做的就是在指定范围内施加电压,以向Arduino获得所需的稳压输出。向Vin或RAW施加6 Vdc至12 Vdc的电源电压将为Arduino的微控制器供电,克服了任何线路或接触电阻的电压损耗,并向Arduino的5V和3.3V引脚提供功率输出以为外围组件供电。 Arduino的的输入电压范围取决于整个板上的电压要求,包括体彩十一运夺金网站为外围设备供电所需的能量。
结论
7 Vdc至12 Vdc范围内的现成电源不如3.3Vdc或5Vdc电源常见,但可以使用。试图将更常见的5 Vdc和3.3 Vdc电源用于Arduino电路板,但是从上面介绍的事实来看,有必要使用较不常见的替代方法以获得最佳调节和微控制器性能。