Skip to contentSkip to main navigation Skip to footer

Питание схемы

Питай правильно!


Питание – самая важная часть любого проекта. Из за плохого питания схема может работать неправильно, а из-за неправильно подключенного – и вовсе сгореть! Более подробную теоретическую информацию смотри в следующих уроках:

Здесь мы рассмотрим более краткую и практическую информацию по разным вариантам питания схемы с основной платой в рамках набора GyverKIT и немножко за его пределами. Основной платой далее по тексту я буду называть Arduino Nano и Wemos Mini.

Закон Ома


Все знают закон Ома, но не все умеют им пользоваться. Применительно к источникам питания и потребителям он работает так: потребитель берёт такой ток, какой ему нужен для работы, он называется ток потребления:

  • Сервопривод: ~500 мА во время движения
  • Реле: ~60 мА при активации
  • Датчики-модули ~1-10 мА
  • Мотор: ~500 мА
  • Плата Arduino: ~20 мА
  • Дисплеи: ~40 мА

Источник питания в свою очередь имеет такой параметр как максимальный ток, который он может отдать без повреждений и сильного изменения характеристик (напряжение, пульсации). Например:

  • USB порт: 500 мА
  • Сетевой 5V адаптер из набора: 2000 мА
  • Литиевый аккумулятор: ~5 A
  • Алкалиновая батарейка: ~1 А

Суммарный ток потребления нескольких потребителей должен быть меньше, чем максимальный ток источника питания, иначе источнику питания будет “тяжело” и он может выйти из строя. Также это означает, что можно спокойно подключать слабенький датчик хоть к 100 Амперному источнику питания, он возьмёт столько, сколько ему надо. Остальное останется “с запасом”.

Полярность и напряжение


Электроника питается электрическим током, который ходит по двум проводам. Все модули из набора питаются постоянным напряжением, поэтому на модулях указаны не “плюс +” и “минус -“, а общий и питание. Общий провод может обозначаться как GND или COM, а питание – как VCC, или даже с указанием напряжения: 5V, 3V3, 3.3V, и так далее.

При подключении модулей на макетной плате нужно очень внимательно и строго соблюдать полярность: GND соединяется с GND, а питание – с питанием, это называется полярность. Если перепутать провода – в 99% случаев модуль сгорит, защиту от переполюсовки на них делают редко.

Также нельзя превышать напряжение питания электронного компонента, иначе он просто сгорит. На деле всё очень просто: не подключайте провод питания с напряжением выше, чем указано на входе. То есть провод с 5 Вольтами нельзя подключать на пин, на котором написано 3V. А вот наоборот – можно: большинство модулей с питанием 5V будут работать от 3.3V. Это будет актуально при работе с Wemos, микроконтроллер которого работает от 3.3V. Подключение каждого компонента из набора к Wemos мы будем рассматривать в отдельности в блоке документация.

Что касается цветов – принято обозначать GND чёрным или синим, а VCC – красным. На схемах к набору цвета будут именно такие.

Питание от USB


Если основная плата питается от USB – она может быть источником питания для остальных компонентов схемы, причём и на Arduino и на Wemos есть выход 3.3 и 5 Вольт для питания датчиков. Ограничение по току:

  • Arduino 5V: 500 мА (ограничено шиной USB)
  • Arduino 3V3: 50 мА (ограничено стабилизатором)
  • Wemos 5V: 500 мА (ограничено шиной USB)
  • Wemos 3V: 500 мА (ограничено стабилизатором)

Пример – подключение модуля энкодера. Плата питается от USB

При питании от USB подключать на линию 5V мощные потребители (мотор, светодиодная лента) категорически не рекомендуется!

Питание от внешнего источника


При питании от внешнего источника максимальный ток будет зависеть от тока источника, поэтому в Pro версии набора наборе есть сетевой адаптер для питания моторов и светодиодной ленты, которые нельзя питать от линии USB. Также схеме будет гораздо приятнее работать с внешним питанием, особенно если в ней будут реле и сервоприводы. Рассмотрим пример, как организовать линию питания от адаптера с несколькими сервоприводами:

Таким образом вся нагрузка ложится на блок питания, и схема может работать по USB (для коммуникации и прошивки), но у нагрузки будет “запас” по току.

Фильтрация шумов питания


При питании микроконтроллера от одного источника с нагрузкой (сервопривод, мотор, адресная светодиодная лента) желательно ставить конденсаторы по питанию МК максимально близко к нему: электролит 47-470 uF и керамику 0.1-1 uF, параллельно выводам питания. В наборе GyverKIT идут такие конденсаторы.

Полезный пример?

2 Комментария
  • Можно ли использовать для питания зарядные устройства “Quick Charge”, с разным напряжением, 5-9-12V или нельзя питать напрямую пин 5V устройством 5V “Quick Charge”.

    • можно, Quick Charge выдаёт повышенное напряжение только по команде с контроллера, если команды нет – он выдаст 5 Вольт для совместимости с девайсами без функции быстрой зарядки

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *