1-zu-220-kopf

Modelleisenbahn in Spur Z (Spurweite 6,5mm, Maßstab 1:220). Infos zur Modellbahn, Tipps zur Eisenbahn, Arduino, Stromversorgung Arduino.

Stromversorgung Arduino UNO

Board






Der Arduino UNO kann auf vier Arten mit Strom versorgt werden:
(1) Die "gefährlichste" ist dabei über den 5V-Anschluß, hier wird nämlich der interne Regler umgangen und man muß selbst darauf achten, daß die Spannung wirklich nicht über 5V ansteigt.
(2) Weiter kann die Stromversorgung über den USB-Anschluß erfolgen, hier stehen ebenfalls direkt 5V an.
(3) Eine Spannung von 7V bis 12V kann mit einem Hohlstecker an die DC-Buchse angelegt werden (Grenzwerte: 6V und 20V).
(4) Eine ebensolche Spannung kann auch direkt an den Vin-Anschluß angelegt werden.

Die Methoden (3) und (4) sind zunächst nur für die Versorgung des Boards gedacht, jedoch kann (in begrenztem Umfang) an den 5V- und 3V3-Anschlüssen Strom zur Versorgung von Peripherie abgegriffen werden.



Wenn Sie mit der Maus auf die fettgedruckten Begriffe gehen, wird Ihnen der entsprechende Stromverlauf angezeigt.

5V-Anschluß

USB-Anschluß

DC-Buchse

Vin

USB und DC-Buchse gleichzeitig

Peripherie

Wird das Board über den 5V-Anschluß versorgt, so wird man auch die Peripherie über diesen Weg versorgen. Bei allen anderen Möglichkeiten kann am 5V-Anschluß die Spannung zur Versorgung der Peripherie abgegriffen werden. Ein Problem stellt dabei der interne 5V-Regler des Arduino dar: Es ist eine SMD-Ausführung, die nicht viel Leistung abführen kann.

Ein Beispiel:
Das Board benötigt ca. 66mA, das LCD-Display ca. 40mA - insgesamt also 106mA, Bei einer Spannung Vin von 12V müssen 7V am Spannungsregler verheizt werden, dieser muss somit 742mW verheizen. Ein SMD-Regler kann dabei - je nach Einbau - schon warm werden. Wird Vin auf 20V erhöht, so beträgt die Verlustleistung schon 1,59W - da wird der Regler schon heiß. Der orignale Regler ist gegen Übertemperatur geschützt, er schaltet bei einer Chiptemperatur von ca. 175°C ab. Aber nicht alle Nachbauten des UNO verwenden die originalen Bauteile und so sind schon Berichte von abgerauchten Reglern (und auch von danach defekten Boards) aufgetaucht.
Umgehen läßt sich das Problem, wenn man in die Zuleitung zu Vin einen Vorwiderstand einbaut, so daß am Vin-Anschluß nur noch 7V bis 8V anliegen. Bei 12V sollen somit 5V am Vorwiderstand abfallen, was bei ca. 100mA an einem Widerstandswert von 50Ω der Fall wäre, bei 20V muss der Vorwiderstand dann 130Ω betragen. Die Vorwiderstände müssen die Verlustleistung auch abführen können, es muss der 50Ω Widerstand 500mW und der 130Ω Widerstand 1,3W abführen.
(Die errechneten Widerstände sind nicht in der E-Reihe, man nimmt dann einfach den nächst niedrigeren - oder setzt den Wert bei höherer Verlustleistung aus mehreren Widerständen niedrigerer Leistung zusammen.)

Für alle Arten der Stromversorgung gilt, daß am 3V3-Anschluß zur Versorgung von 3V3-Bausteinen eine geeignete Spannung entnommen werden kann. Die maximale Stromstärke darf dabei 50mA nicht übersteigen.
Die Arduinoeingänge können dabei direkt mit 3V3 angesteuert werden. Arduinoausgänge, die zu einem 3V3-Baustein gehen, sollten einen Spannungsteiler von 5V auf 3V3 benutzen.