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Cómo funciona la fuente de alimentación de Arduino

Puede alguien por favor ayudarme en el análisis de esta fuente de alimentación de la placa arduino funciona

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A mi entender,

  1. En presencia de energía DC a través de la jac DC, la tensión Dc se alimenta al regulador MC33269 para generar +5V. Este mismo voltaje se alimenta a través del divisor R10/R11 al terminal + del comparador, mientras que la SALIDA de 3,3v del FT232RL se alimenta al terminal -. el resultado diferencial positivo conduce la salida a alto. Sin embargo, no estoy seguro del efecto sobre el segundo comparador y el FET
  2. Cuando se utiliza el conector USB para alimentar la placa, no estoy seguro de lo que ocurre.

Versión más grande:

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24voto

Jeremy Ruten Puntos 59989

Esta fuente de alimentación de Arduino está diseñada para "hacer lo correcto" independientemente de la fuente de alimentación que se conecte.

lo correcto

"Lo correcto" es:

  • Cuando una persona enchufa sólo el cable USB, la CPU y todo lo demás alimentado por la línea de +5V se alimenta de la alimentación USB de +5V.
  • Cuando una persona enchufa correctamente sólo un cable de pared de 12 V, la CPU y todo lo demás alimentado por la línea de +5V se alimenta de un regulador de voltaje de +5V alimentado por el cable de pared.
  • Cuando una persona enchufa correctamente tanto el cable USB como la varilla de pared al mismo tiempo, toda la energía proviene de la varilla de pared, y no hay "reflujo" de energía hacia el host USB.
  • Cuando una persona sigue enchufando y desenchufando los cables, la alimentación pasa suavemente de uno a otro, de modo que mientras al menos uno esté correctamente enchufado en todo momento, la CPU sigue funcionando sin interrupciones.
  • Cuando (¡no "si"!) una persona enchufa un cable de pared de 12 V de forma incorrecta, es decir, invirtiendo la polaridad, no fluye corriente hacia o desde el cable de pared, no se produce ningún daño y el sistema actúa exactamente igual que si el cable de pared no estuviera enchufado.

energía de la pila de pared

Muchos sistemas utilizan un diodo por cada fuente de alimentación para alimentar el sistema desde la tensión de entrada que sea más alta, lo que se encarga automáticamente del requisito de "transiciones suaves".

El diodo funciona bien en el lado de la alimentación de la pared.

Alimentación por USB

Por desgracia, un diodo en el lado de la alimentación USB no funcionaría para el Arduino. Cuando se ejecuta sólo con la alimentación USB, una caída de diodo (típicamente alrededor de 0,6 V) haría que todo funcionara con una caída de diodo inferior a la alimentación USB -- por lo que habría sido típicamente 4,4 V, que es aparentemente (?) inadecuado.

piezas misteriosas

Las versiones posteriores del Esquema de Arduino etiquetar claramente la caja de 3 pines "powersupply DC 21mm", indicando un enchufe de barril de 21 mm.

Los misteriosos pines "4" y "8" en la parte superior izquierda del Esquema de Arduino son los pines de alimentación de un op-amp dual de 8 pines. Ese op-amp se utiliza aquí como un comparador.

pensamientos

No sé por qué el diseñador no utilizó un comparador IC, o por qué el diseñador utilizó ambos op-amps en el paquete cuando sólo un op-amp es adecuado - pero ya que claramente funciona No voy a decir que esté "mal".

El op-amp y el pFET implementan algo muy cercano a un "diodo ideal": cuando sólo el cable USB está enchufado, el op-amp acciona el pFET fuertemente en ON, dando una caída de voltaje a través del pFET inferior a 0,1 V (por lo que todo funciona con algo bastante cercano a 5,0 V).

Cuando una persona conecta un cable USB a un Arduino que previamente no tenía nada conectado, el diodo del cuerpo del pFET "T1" deja que la energía del cable USB se filtre lo suficiente como para arrancar el voltaje de la fuente de alimentación del amplificador óptico hasta unos 4,6 V, más que suficiente para encender el amplificador óptico, que luego enciende el pFET con fuerza, subiendo el voltaje el resto del camino hasta más de 4,9 V.

Cuando una persona enchufa el cable de pared en el conector de alimentación del Arduino, los amplificadores operacionales apagan fuertemente el pFET. El diodo del cuerpo del pFET evita que la energía del regulador de voltaje regrese al host USB. En principio, la energía del USB podría seguir fluyendo a través del diodo del cuerpo del pFET hacia el Arduino, pero eso va a ser bastante insignificante ya que la energía del USB está cerca del mismo voltaje que el voltaje regulado generado desde el vertedero.

p.d: Cuando una pequeña empresa vende 250 000 tablas Personalmente, utilizo la palabra "éxito" en lugar de "tontos".

6voto

RelaXNow Puntos 1164

No me impresiona la calidad de este esquema. Alguien fue demasiado perezoso para exportar esta cosa en Eagle sin colores, que no significan nada para la gente fuera de Eagle. Luego están los dos bloques misteriosos a la izquierda. El de arriba muestra 5V y GND con un tapón cruzado, pero sin ninguna pista de qué es lo que se conecta a la alimentación. El de abajo está conectado a PWRIN y GND, pero de nuevo no hay ninguna pista de lo que realmente es. No me fiaría mucho de esta persona u organización, ya que ni siquiera pueden hacer bien las pequeñas cosas obvias y claramente carecen del orgullo en su trabajo que debería haber hecho que fuera demasiado vergonzoso mostrar este desastre en público. Supongo que esto es una confirmación más de que los Arduinos no son sólo microcontroladores para tontos, sino también microcontroladores por maniquíes.

En fin, volviendo a tu pregunta. Parece que se trata de cambiar activamente entre la alimentación USB y la línea de alimentación PWRIN. Cuando PWRIN está presente, siempre se utilizará tanto si la alimentación USB está disponible como si no. Para que VIN sea útil, tiene que estar por encima de VCC30 después de ser dividido por dos por R10 y R11. Por los nombres, podemos adivinar que sería 6V, que podría ser el mínimo que requiere el IC4 para hacer una salida fiable de 5V (no reconozco el número de pieza del IC4 y no lo he comprobado). Tienes razón, el IC5B no tiene razón de ser. Es un buffer de ganancia unitaria, pero la salida de IC5A debe tener la misma impedancia y capacidad de conducción.

Ten en cuenta que tal y como está orientada la T1, el diodo del cuerpo del FET siempre deja pasar la tensión de alimentación del USB a la red de 5V. Esto permite al sistema arrancar y eventualmente encender el FET completamente si la placa es alimentada sólo por USB. Si se utiliza alimentación externa, el FET estará apagado y la caída del diodo evitará que se extraiga una corriente sustancial de la alimentación USB.

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Un poco duro con el equipo de Arduino ¿no? y por cierto me faltó exportar la imagen sin color, lo siento, no uso eagle así que solo hice lo primero que vi posible. Y muchas gracias, ha sido de gran ayuda

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@TiOLUWA: Eso no tiene sentido. Si tú no creaste el esquema, entonces ¿por qué estabas ejecutando Eagle en él en primer lugar? La gente que mira un esquema no debería saber ni preocuparse por el software con el que se hizo, por lo que normalmente se exporta como PDF. En cualquier caso, las otras estupideces siguen en pie.

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El esquema parece ser antiguo (2009). El sitio web ofrece una versión ligeramente diferente, no sé si es mejor, pero al menos está en blanco y negro ^^. arduino.cc/es/uploads/Main/Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf

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