Eu gostaria de usar uma bateria do Arduino Uno R3 alimentada por um registrador de dados. Quero fornecê-lo diretamente com uma fonte de alimentação recarregável regulada por bateria de 5V regulada pela Step-Up pin 5V.

Eu não quero alimentá-lo com 5V no PowerJack ou Vinporque não é necessário, resultaria em menor voltagem quando alimentado com 5V Vine dissipação desnecessária de energia em U1.

Vamos dar uma olhada no esquema: http://arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf

Eu o editei, dê uma olhada nas áreas verdes e nos caminhos azuis (ignore a área amarela primeiro):

Só fornecê-lo assim pin 5Vpode destruir o regulador linear U1que regula> 5V + Vinpara 5V, eu temo.

Questão

• É aceitável e seguro fornecer 5V + regulados pin 5V?
• Além disso, devo abreviá-lo Vin?

Infelizmente não há um esquema interno para U1(NCP1117ST50T3G) na folha de dados .

Por interesse

Dê uma olhada na área amarela: estou errado ou o diodo de proteção está invertido? Não deveria ter o código USBVcc?

Editar 1:

Como três respostas afirmam que seria a maneira mais segura de fornecer ao Arduino 5V regulado através de USB, devo esclarecer um pouco a minha pergunta: gostaria de ajustar a configuração em um pequeno estojo, por isso quero evitar conectar um Cabo USB, se possível.

Exceto para fins de teste onde isso pode acontecer por acidente, não é possível que Vin/ VccUSBe Vcc 5Vesteja disponível ao mesmo tempo.

Aqui está uma maneira menos formal de analisar: fornecer energia diretamente ao pino de + 5V é (quase) exatamente o que acontece quando o Uno é alimentado por USB. Como a energia USB é perfeitamente adequada, por padrão, sua configuração também deve ser boa.

Os + 5V regulados externos também podem ser fornecidos à rede USBVCC, por exemplo, usando um cabo USB-B.

Conforme a segunda pergunta, você não deve se conectar ao V_in. A saída do NCP1117 pode então se tornar uma fonte de energia alternativa e competitiva, e é melhor evitar isso.

A posição oficial em fornecer energia diretamente ao pino de 5V no Arduino Uno é assim:

5V. Este pino gera um 5V regulado do regulador na placa. A placa pode ser fornecida com energia do conector de força DC (7 - 12V), do conector USB (5V) ou do pino VIN da placa (7-12V). O fornecimento de tensão através dos pinos de 5V ou 3,3V ignora o regulador e pode danificar sua placa. Nós não aconselhamos.

Dito isto, o fornecimento de 5 Volts regulados ao conector VUSB (não dividido em pinos, AFAIK) deve ser o caminho a seguir: é assim que a placa é normalmente alimentada ao executar um cabo USB, portanto, evidentemente, a queda de tensão é aceitável.

Além disso, a única queda de tensão na linha de + 5V ao obter energia do VUSB é a queda na resistência do MOSFET FDN340P, entre 70 e 110 mOhms. Para operações típicas que não envolvem a retirada de correntes altas do Uno, uma demanda atual de 100 mA resultaria em uma queda de tensão de 11 mV , por uma estimativa aproximada.

Para uma maneira simples de alimentar o VUSB, basta liberar um cabo USB cortando-o e aplicar os 5 Volts no VUSB e nos pinos de aterramento.

Não recomendado oficialmente

A Arduino (a empresa) não recomenda o fornecimento direto de 5 volts, porque:

1. O público-alvo nem sempre entende como o esquema é projetado e, como iniciantes / não técnicos, gostaria que algo ruim acontecesse, como conectar 5 volts não regulamentados à 5Vlinha e explodir coisas, causando chamadas / reembolsos ao atendimento ao cliente / reparos / etc.
2. O fornecimento direto de 5 volts ignora o método de proteção de detecção automática / voltagem.

Como funciona a seleção de energia externa / USB do Arduino

Fornecer 5 volts diretamente é fácil. A energia USB praticamente faz isso, assim como o protocolo / cabeçalho ICSP. O USB possui um fusível PTC de 500mA na linha e um mosfet de canal p, que por si só não oferecem proteção. Mas também há o LMV358 U5A, acima desse mosfet. É (metade) um opamp, sendo usado como um comparador. Se VINfor detectado, e acima de 3,3 volts, o opamp baixa a linha, desativando o mosfet, cortando USBVCCa 5Vlinha. Isso faz com que você possa usar VINe USBVCCao mesmo tempo sem problemas. Caso contrário, você teria duas fontes de energia competindo no mesmo trilho (USB e o regulador de 5 volts).

O mosfet possui um diodo corporal

Faz parte da construção do mosfet, interna e funciona como proteção contra tensão reversa, impedindo que o 5Vtrilho de energia volte a fluir para o USBVCC. É desativado quando o mosfet está ativado e tendencioso invertido quando desativado.

Advertências

1. NÃO CONECTE USB E SEUS 5V AO MESMO TEMPO!
   Ao inserir 5 volts regulados no 5Vpino, você pula o útil mecanismo de seleção de fonte de energia. Você pode conectar facilmente seus 5 volts ao conector USB ou entre o conector USB e o fusível PTC USB, mas isso fará com que você tenha um limite de 500mA. Se você precisar de mais corrente, pode ignorar o fusível, mas não o mosfet.
2. Não curto 5Vpara VIN!
   O regulador de 5 volts, em qualquer caso, será apenas dândi, contanto que VINnão seja usado.

Eu acho que você deveria ficar bem.

Na folha de dados do NCP1117 , página 10:

Pelo som da folha de dados, o regulador possui diodos de proteção internos que devem ser capazes de lidar facilmente com a carga capacitiva presente VIN(pela aparência (e parafusá-lo, etiquetas de rede e esquemas não pesquisáveis), a capacitância total VINé 47 uF).

Assim, mesmo que todos os capacitores da placa estejam totalmente descarregados, a única corrente que fluirá pelos diodos de proteção do regulador é a corrente necessária para carregar esse único capacitor de 47 uF.

Se você estiver realmente preocupado ou quiser ser mais cauteloso, pode colocar um diodo Schottky entre o pino 5V e o pino Vin. Isso impedirá que qualquer corrente reversa flua através do regulador (basicamente, é o mesmo que D1 no diagrama acima).

Você também pode simplesmente pular o pino Vin para o pino 5V e apenas alimentar 5V no conector DC-in. Esteja ciente de que se você alimentar o arduino com mais de 5,5V, poderá danificar algo.

Outra idéia pode ser conectar um resistor de 2,2k de + 5v ao ponto rotulado "CMP", que é a entrada não inversora ao pino op amp 3. Isso desabilitará a alimentação de USB + 5v na placa, mas ainda permitirá comunicações USB.

É claro que um interruptor SPST para desligar o resistor também seria bom para que você pudesse desativar esse novo recurso. O comutador seria conectado em série com o resistor de 2,2k. Se você nunca planeja usar a energia USB novamente, no entanto, a chave não será necessária, apenas se às vezes você precisar alimentar a placa com a energia USB sem entrada de energia externa de + 5V.

Faça o que você fizer para garantir que ele funcione medindo a saída do LM358 ao conectar a fonte externa de + 5v.

Fornecer 5 volts diretamente é fácil. A energia USB praticamente faz isso, assim como o protocolo / cabeçalho ICSP. O USB possui um fusível PTC de 500mA na linha e um mosfet de canal p, que por si só não oferecem proteção. Mas há também o LMV358 rotulado como U5A, acima desse mosfet. É (metade) um opamp, sendo usado como um comparador. Se o VIN for detectado, e acima de 3,3 volts, o opamp reduz a linha, desativando o mosfet, cortando o USBVCC da linha de 5V. Isso faz com que você possa usar o VIN e o USBVCC ao mesmo tempo sem problemas. Caso contrário, você teria duas fontes de energia competindo no mesmo trilho (USB e o regulador de 5 volts).

Hmm, isso não é ao contrário? O divisor de tensão é conectado à entrada não inversora do comparador e, portanto, o aciona ALTO (+ 5V) quando a tensão do divisor estiver acima de 3,3V e BAIXO quando estiver abaixo de 3,3V. O MOSFET do modo de aprimoramento do canal P é desligado quando a tensão do portão é ALTA (ou seja, Vgs = 0V) e LIGADO quando a tensão do portão é BAIXA (ou seja, Vgs = -5V).

O resultado é o mesmo (uma tensão acima de 3,3V no divisor desliga o MOSFET e isola a energia USB, e uma baixa voltagem no divisor conecta a energia USB ao circuito) como o parágrafo citado declara - mas acho que as tensões indicadas existem para trás.

Eu acho que o melhor a fazer nesse caso é alimentar o arduino através de + 5V Pin de uma fonte regulada de 5V e, se necessário, conectar o USB ao código ou imprimir valores no computador, use um cabo USB com o fio de 5V cortado.

Dessa forma, você nunca colocará seu arduino em uma briga de fontes de energia também. Mas você não terá seu pino de 3,3V funcionando. Certo?!, Porque o trilho de 5V não vai para o regulador de tensão de 3,3.