Me gustaría usar una batería Arduino Uno R3 alimentada por un registrador de datos. Quiero suministrarlo directamente con una fuente de alimentación de batería recargable de 5V regulada por Step-Up en el momento de la alimentación pin 5V.

No quiero abastecerlo con 5V en el PowerJack o Vinporque no es necesario, daría como resultado un voltaje más bajo cuando se alimenta con 5V en Viny una disipación de energía innecesaria en U1.

Echemos un vistazo al esquema: http://arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf

Lo he editado, mira las áreas verdes y los caminos azules (ignora el área amarilla al principio):

pin 5VSin embargo, solo suministrarlo así podría destruir el regulador lineal U1que regula> 5V + Vinhasta 5V, me temo.

Pregunta

• ¿Es aceptable y seguro suministrar 5V + regulado a pin 5V?
• ¿Debería acortarlo adicionalmente Vin?

Desafortunadamente no hay un esquema interno para U1(NCP1117ST50T3G) en la hoja de datos .

Por interés

Observe el área amarilla: ¿estoy equivocado o el diodo de protección está invertido? ¿No debería tener el catodo USBVcc?

Edición 1:

Como tres respuestas indican que sería la forma más segura de suministrar el Arduino con 5V regulados a través de USB, debo aclarar un poco mi pregunta: me gustaría ajustar la configuración en un estuche pequeño, así que quiero evitar enchufar un Cable USB si es posible.

Excepto para propósitos de prueba donde esto puede suceder por accidente, no es posible que Vin/ VccUSBy Vcc 5Vestén disponibles al mismo tiempo.

Aquí hay una forma menos formal de verlo: proporcionar energía directamente al pin + 5V es (casi) exactamente lo que sucede cuando el Uno se alimenta a través de USB. Como la alimentación USB está perfectamente bien, por diseño, su configuración también debería estar bien.

Los reguladores externos + 5V también se pueden suministrar a la red USBVCC, por ejemplo, utilizando un cable USB-B.

De acuerdo con la segunda pregunta, usted debe no conectarse a V_IN. La salida de NCP1117 puede convertirse en una fuente de energía alternativa y competitiva y es mejor evitarlo.

La postura oficial sobre el suministro de energía directamente al pin de 5V en el Arduino Uno es así:

5V. Este pin emite un 5V regulado desde el regulador en el tablero. La placa se puede alimentar con el conector de alimentación de CC (7 - 12V), el conector USB (5V) o el pin VIN de la placa (7-12V). El suministro de voltaje a través de los pines de 5V o 3.3V evita el regulador y puede dañar su placa. No lo aconsejamos

Dicho esto, el suministro de 5 voltios regulados al conector VUSB (que no está roto como un pin, AFAIK) debería ser el camino a seguir: así es como se alimenta normalmente la placa cuando se ejecuta con un cable USB, por lo que evidentemente la caída de voltaje es aceptable.

Además, la única caída de voltaje en la línea de + 5V cuando se toma energía del VUSB es la caída a través de la resistencia de encendido del MOSFET FDN340P, entre 70 y 110 mOhms. Para operaciones típicas que no involucran la eliminación de altas corrientes del Uno, una demanda de corriente de 100 mA daría como resultado una caída de voltaje de 11 mV , según una estimación aproximada.

Para obtener una forma simple de alimentar VUSB, simplemente libere un cable USB cortándolo y aplique los 5 voltios a través de VUSB y los pines de tierra.

No recomendado oficialmente

Arduino (la compañía) no recomienda suministrar directamente 5 voltios porque:

1. El público objetivo no siempre comprende cómo se diseña el esquema, y ​​como principiantes / no técnicos, probablemente causaría que algo malo suceda, como conectar 5 voltios no regulados a la 5Vlínea y soplar cosas, provocando llamadas / reembolsos de servicio al cliente / reparaciones / etcétera.
2. El suministro directo de 5 voltios omite el método de detección automática / protección de voltaje.

Cómo funciona la selección de energía externa / USB de Arduino

Suministrar 5 voltios directamente es fácil. La alimentación USB prácticamente hace esto, al igual que el protocolo / encabezado ICSP. El USB tiene un fusible PTC de 500 mA en la línea y un mosfet de canal p, que por sí mismos no ofrecen ninguna protección. Pero también está etiquetado el LMV358 U5A, por encima de ese mosfet. Es (mitad) un opamp, que se utiliza como comparador. Si VINse detecta, y por encima de 3,3 voltios, el opamp conduce la línea hacia abajo, desactivando el mosfet, cortando USBVCCla 5Vlínea. Esto hace que pueda usar VINy USBVCCal mismo tiempo sin problemas. De lo contrario, tendría dos fuentes de alimentación que compiten en el mismo riel (USB y el regulador de 5 voltios).

El mosfet tiene un diodo corporal

Es parte de la construcción mosfet, interna, y funciona como protección de voltaje inverso, evitando que el 5Vriel de energía fluya hacia el USBVCC. Se deshabilita cuando el mosfet está encendido y se polariza inversamente cuando está apagado.

Advertencias

1. ¡NO CONECTE EL USB Y SU 5V AL MISMO TIEMPO!
   Al ingresar 5 voltios regulados en el 5Vpin, omite el útil mecanismo de selección de fuente de alimentación. Puede conectar fácilmente sus 5 voltios al conector USB, o entre el conector USB y el fusible PTC USB, pero eso hará que tenga un límite de 500 mA. Si necesita más corriente, puede evitar el fusible, pero no el mosfet.
2. No ponga en cortocircuito 5Va VIN!
   El regulador de 5 voltios, en cualquier caso, será excelente, siempre que VINno se use.

Creo que estarás bien.

De la hoja de datos NCP1117 , página 10:

Según el sonido de la hoja de datos, el regulador tiene diodos de protección internos que deberían ser capaces de manejar fácilmente la carga capacitiva presente VIN(por lo que se ve (y atornillarlo, etiquetas de red y esquema no buscable), la capacitancia total VINes 47 uF).

Como tal, incluso si todos los condensadores en el tablero están completamente descargados, la única corriente que fluirá a través de los diodos de protección del regulador es la corriente requerida para cargar ese condensador de 47 uF.

Si está realmente preocupado o desea ser más cauteloso, puede colocar un diodo Schottky entre el pin de 5V y el pin de Vin. Esto evitará que fluya corriente inversa a través del regulador (básicamente, esto es lo mismo que D1 en el diagrama anterior).

También puede simplemente saltar el pin Vin al pin de 5V, y simplemente alimentar 5V en el conector DC-in. Tenga en cuenta que si usted alimenta el Arduino con más penas hay 5.5V, que va dañar algo.

Otra idea podría ser conectar una resistencia de 2.2k de + 5v al punto etiquetado como "CMP", que es la entrada no inversora al pin del amplificador operacional 3. Esto desactivará la alimentación de USB + 5v a la placa pero aún permitirá las comunicaciones USB.

Por supuesto, un interruptor SPST para 'apagar' la resistencia también sería bueno para que pueda deshabilitar esta nueva característica. El interruptor se conectaría en serie con la resistencia de 2.2k. Sin embargo, si nunca planea usar la alimentación USB nuevamente, no será necesario el interruptor, solo si a veces tiene que alimentar la placa con la alimentación USB sin entrada de alimentación externa de + 5v.

Haga lo que haga, pruebe para asegurarse de que funciona midiendo la salida del LM358 cuando conecta el suministro externo de + 5v.

Suministrar 5 voltios directamente es fácil. La alimentación USB prácticamente hace esto, al igual que el protocolo / encabezado ICSP. El USB tiene un fusible PTC de 500 mA en la línea y tiene un mosfet de canal p, que por sí mismos no ofrecen ninguna protección. Pero también está el LMV358 etiquetado U5A, por encima de ese mosfet. Es (mitad) un opamp, que se utiliza como comparador. Si se detecta VIN, y más de 3.3 voltios, el opamp conduce la línea a un nivel bajo, deshabilita el mosfet y corta el USBVCC de la línea de 5V. Esto hace que pueda usar VIN y USBVCC al mismo tiempo sin problemas. De lo contrario, tendría dos fuentes de alimentación que compiten en el mismo riel (USB y el regulador de 5 voltios).

Hmm, ¿no es esto al revés? El divisor de voltaje está conectado a la entrada no inversora del comparador y, por lo tanto, lo ALTA (+ 5 V) cuando el voltaje del divisor es superior a 3,3 V y BAJO cuando está por debajo de 3,3 V. El MOSFET del modo de mejora del canal P se apaga cuando el voltaje de la puerta es ALTO (es decir, Vgs = 0V) y se enciende cuando el voltaje de la puerta es BAJO (es decir, Vgs = -5V).

El resultado es el mismo (un voltaje superior a 3.3V en el divisor apaga el MOSFET y aísla la alimentación USB, y un voltaje bajo en el divisor conecta la alimentación USB al circuito) como dice el párrafo citado, pero creo que los voltajes indicados Hay al revés.

Creo que lo mejor que se puede hacer en ese caso es alimentar el arduino a través de un pin de + 5V desde una fuente regulada de 5V y, si alguna vez es necesario conectar el USB al código o imprimir valores en la computadora, use un cable USB con su cable de 5V desconectado.

De esa manera nunca pondrás a tu arduino en una pelea de fuente de poder tampoco. Pero no tendrá su pin de 3.3V funcionando. ¡¿Correcto?!, Porque el riel de 5V no va al regulador de voltaje 3.3.