Діапазон / допуск напруги вхідної напруги Arduino Pro Mini (версія 3.3V)

У мене є кілька клонів Arduino Pro Mini (дешеві китайські речі), і я хотів би живити їх напругою 12 В (аналогічно напрузі вентилятора). Відповідно до специфікації Arduino Pro Mini, штифт RAW може приймати 3.35-12V (модель 3.3V). На практиці це означає, що 12В блоку живлення не можна використовувати, оскільки вони майже завжди перевищують 12 В з низьким навантаженням. Я читав, що регулятор напруги на цій платі здатний до входу 16В. Я спробував підключити дешевий 12В адаптер живлення, який читав 15,1 В без навантаження, але компонент на дошці клонів Arduino насправді вибухнув миттєво. Здається, плата працює як і раніше, коли живиться від програміста usb. Компонент, який згорів, знаходиться трохи вище штифтів VCC, RST та GND.

Чому так сталося? Що я тільки пошкодив, а головне, який безпечний рівень напруги використовувати? У мене вже є кілька джерел живлення, що перемикаються на 12 В, було б прикро, якби я не зміг їх використовувати.

Рішення:

Зрештою, здається, це був несправний клон arduino, несправний або неякісний адаптер живлення або той факт, що я живив джерело живлення перед тим, як підключити його до вхідного штифта RAW плати. Дешеві джерела живлення з комутацією 12 В працюють чудово, навіть якщо мій мультиметр реєструє стрибок напруги до 30 В під час включення живлення.

Справжній Pro Mini використовує регулятор MIC5205, який повинен приймати до 16 В на вході, як правило, з абсолютним максимумом 20 В. Навряд чи регулятор буде пошкоджений 15,1 В.

Однак компонент, який ви вказали, що продув, є конденсатором. Конденсатори SMD доступні в різних номінальних напругах, як правило, 4 В, 6,3 В, 10 В, 16 В, 25 В, 35 В і 50 В (і вище, але давайте ігнорувати їх для цього). Рідко можна побачити проміжні значення.

Конденсатори SMD дуже нетерпимі до використання при більш високій напрузі, ніж зазначено. Особливо це стосується електролітичних та танталових конденсаторів. Здутий конденсатор у справжнього Pro Mini є поляризованим (сіра смуга, яку він не містить, а схематично вказує на це), тому ми можемо зробити висновок, що це або електролітичний, або тантал. Електролітик SMD 10 мкФ навряд чи буде в цій упаковці, тому це майже напевно тантал.

Sparkfun продають 10 мкФ танталів , і вони оцінюються в 16В. Цілком ймовірно, що це ті самі, що використовуються у Pro Mini. 15.1 В дуже близький до 16 В - насправді, якщо це погано згладжене джерело живлення, лічильник може показувати 15,1 В, але піки цілком можуть бути 16 В або навіть 20 В. Рекомендується знизити показники напруги на танталах як мінімум на 50%.

Дуже важливо усвідомити, що більшість недорогих джерел живлення постійного струму не регулюються і виробляють дуже обривну вихідну напругу без регулювання:

Тантали також не мають толерантності до зворотного напруги, тож якщо ви застосували зворотну напругу, він би спливав.

Тож цілком ймовірно, що ви перенапружили ковпачок і підірвали його. Ви можете замінити їх на більш високі номери конденсаторів - я б пішов на 35В, якщо ви хочете поставити 15,1 В. Розпарювання та знежирення одного конденсатора є відносно простим, доки колодки не пошкоджені. Реально ви можете використовувати звичайний електролітичний світлодіод 10uF між RAW та GND замість SMD.

EDIT: Однак, дивлячись на аркуш даних для регулятора, насправді не має значення, чи є 10uF чи ні:

Конденсатор розміром 1 мкФ повинен бути розміщений від IN до GND, якщо між входом та конденсатором змінного струму є більше 10 дюймів дроту або якщо в якості входу використовується акумулятор.

Деякі регулятори абсолютно потребують вхідного конденсатора, для інших це просто доцільно. Схоже, це просто доцільно. Тож якщо зараз він не працює на зовнішньому харчуванні, можливо, ви підірвали і регулятор.

Навіть якщо дошка-клон використовує інший регулятор SMD, їх характеристики дуже схожі. Як зазначено, деяким потрібен конденсатор на вході для роботи, тому заміна його може виправити.

Далі слід врахувати, що падіння з 15,1 В до 3,3 В на регуляторі SMD - не чудова ідея. Вам потрібно буде спалити багато енергії.

MC5205 може розсіювати 455 мВт з мінімальним відбитком на друкованій платі (який має Pro Mini) при температурі 25 ° C:

Отже, ми знаємо максимальну потужність, яку ми можемо розсіяти, і знаємо падіння напруги - потім можемо обчислити струм:

P = (Vin - Vout) * I

0,455 / (15,1 - 3,3) = I

I = 38,5mA

Це зовсім не так багато. Ви можете розглянути можливість відключення плати, і, можливо, з регулятором комутації, а не лінійним регулятором.

Я також зазначу ваш PS:

заземлення 12 В блоку живлення поділяється на заземлення Arduino, не впевнений, чи це може бути причиною.

Якби їх не поділили, не було б можливості зробити це. Їх потрібно ділити, інакше Vcc від джерела живлення не посилається ні на що, а може і не бути там.

Компонент, який вибухнув під час вашого тесту, є конденсатором.

Відповідно до позиції на дошці, яку ви згадали, це один з 2 електролітичних конденсаторів, які використовуються з обох сторін регулятора 3,3 В (я б сказав, що це, мабуть, верхній ревізор).

Є кілька причин, через які конденсатор може вибухнути :

• прикладіть до нього перевернуту напругу (лише поляризовані конденсатори)
• застосувати напругу вище його номіналу
• застосувати струм вище його рейтингу

Можливо, ваша ситуація є другою: застосовано занадто високу напругу.

Відповідно до оригінальної схеми Sparkfun, цей конденсатор повинен бути поляризований потужністю 10uF. На жаль, схеми не згадують про максимальну напругу.

Відповідно до специфікації для оригінальної плати , максимальна напруга для цього ковпачка має бути не менше 12 В, але немає гарантії, що він мусить перевищувати 12 В. Отже, ви повинні врахувати, що 12В - це максимальна напруга, застосовне до вашої плати (на штифті RAW).

Крім того, ви згадали, що використовуєте дешевий китайський клон, цілком можливо (хоча і не очікувано, оскільки це дозволило б платі працювати інакше, ніж оригінальні характеристики), що цей використовує нижчу кришку напруги (наприклад, 10 В), яка б бути трохи дешевше.

Якщо ви хочете повторно використовувати свій 12 В блок живлення, вам доведеться переконатися, що його вихідна напруга ніколи не перевищує 12 В, для цього вам залишається кілька варіантів:

• використовуйте дільник напруги, зроблений з двох резисторів: спочатку ви повинні знати максимальний вихід напруги вашого блоку живлення, а потім обчислити значення опору, щоб отримати 12 В на основі цієї макс. напруги. Це легко, але це може витратити багато енергії
• використовуйте діод 12В Зенера поза блоком живлення
• використовуйте ланцюг регулятора напруги 12 В після блоку живлення: це найбезпечніше, але і найдорожче рішення

Редагувати:

Звичайно, якщо ви вже зробили це і обладнані для цього, ви можете знайти замінники конденсатора, який вибухнув, і придбати його високої напруги, а потім замінити його на ваших дошках; що забезпечить хороше обладнання для пайки / відпайки, придатне для наземних компонентів.