Опции за захранване на Arduino с батерии
Инженеринг, изчислителна техника и дизайн
Докато се впускате в света на Arduino, роботиката и автоматизацията, рано или късно ще имате нужда да захранвате вашия Arduino от батерия.
Или защото правите робот, квадрокоптер или друг тип превозно средство, или защото искате да оставите свързан монитор, който записва температурата или консумацията на електроенергия, наред с много други примери, истината е, че не винаги ще имате кабел за захранване на нашия Arduino. В тези случаи, и особено в случая на превозни средства, ще трябва да предоставим батерии на нашия проект.
От друга страна, нашите батерии не трябва да осигуряват захранване на Arduino. В проекти с батерии ще трябва да проучим дали те са достатъчни за захранването на останалите компоненти на нашия проект, като двигатели, серво, сензори.
Ние имаме голям брой опции за захранване на нашите проекти с батерии. В тази публикация ще разгледаме основните, като посочим предимствата и недостатъците на всеки един, така че да можете да изберете този, който най-добре отговаря на вашия проект.
Преди, за да видим опциите, които трябва да захраним нашия проект с батерии, ще видим, като обобщение, двете основни точки, чрез които можем да захранваме Arduino.
Като цяло можем:
- Използвайте вградения регулатор на напрежението.
- Приложете директно регулирано напрежение към номиналното напрежение на платката.
Използвайте регулатора на напрежението
Всички платки Arduino имат регулатор на напрежението. Този регулатор предполага малък спад на напрежението, така че трябва да осигурим напрежение от поне 6V. Под това напрежение Arduino най-вероятно ще се изключи.
От друга страна, колкото по-високо е напрежението, толкова повече топлина регулаторът трябва да разсейва. Не се препоръчва да се прилага повече от 12V към регулатора защото включва прекомерни усилия. Предоставянето на повече от 20V незабавно ще повреди регулатора.
Приложете регулирано напрежение
Също така можем да приложим номиналното напрежение (5V или 3.3V, в зависимост от модела) директно към платката, без да използваме регулатора. Това ще рече, можем да захранваме, като доставяме 5V към 5V щифта на Arduino. Например това е, което правим, когато захранваме Arduino от USB.
В случай на директно прилагане на напрежението захранването, което използваме, ще трябва да бъде регулирано до номиналното напрежение с висока степен на точност. Промяна или скок на напрежението ще повредят Arduino, тъй като не използваме регулатора на напрежението.
в обобщение
В обобщение, за захранване на Arduino можем:
- Нанесете 6-12V на щепсела, който Arduino UNO, Mega, наред с другите модели
- Нанесете 6-12V между GND щифта и RAW щифта (Vin щифт на Arduino Mini)
- Захранване чрез USB
- Нанесете 5V (регулирано и стабилно!) Към 5V щифта (3.3V при определени модели)
За повече информация относно ограниченията на мощността в Arduino и входните точки в различните модели, вижте схемата за въвеждане на Pinout в Arduino.
След като разбрахме какви опции имаме за захранване на Arduino, можем да видим различните решения, които имаме, за да захранваме проектите си с батерии.
Една 9V батерия
Използването на 9V батерия е една от най-разпространените опции, особено за потребители, които започват и в малки проекти. Напрежението 9V е подходящо за захранване на Arduino.
Те имат предимството, че са лесни за намиране и използване. В допълнение има налични кабели и държачи за батерии, които дори включват конектор тип жак Arduino, което ги прави лесни за използване.
Като недостатъци, 9V батерии имат ниска енергийна плътност. Батерията има типичен капацитет 500-600mAh. Освен това те предоставят a много нисък пиков ток, около 300mA, полезно само за малки проекти.
От друга страна, 9V е неподходящо напрежение за повечето изпълнителни механизми. Това е прекомерно за повечето DC двигатели и серво, докато не е достатъчно за големи безчеткови и стъпкови двигатели, които работят с 12V и освен това изискват много повече ток.
Цената е ниска, но те имат големия недостатък, че не са акумулаторни устройства, което заедно с ниското им зареждане правят в дългосрочен план те не са икономични.
в обобщение, опция за малки сглобки или прости тестове, но това веднага не достига по функции, така че ще се нуждаем от превъзходни опции.
4 AA 1,5V батерии
Използването на четири AA батерии в серия, осигуряващи общо 6V, е друга проста опция и широко използвана в малки проекти и стартиращи проекти.
Лесно можем да намерим държачи за батерии, кабели и други решения за включване на четири AA батерии като форма на захранване в нашите проекти.
АА батериите имат предимството, че са лесни за намиране. Какво още, 6V напрежение е идеално за захранване на постояннотокови двигатели и серво.
Зареждането е по-високо от 9V батерии. Четири конвенционални AA батерии осигуряват 800-1500 mAh, докато в случай на използване на алкални AA батерии капацитетът е 1700-2800mA.
Максималният интензитет, който можем да получим, надвишава 1А, да може да извлече до 2А. Но трябва да имаме предвид, че поради кривите на разреждане количеството заряд, което можем да извлечем от купчината, се намалява, колкото по-бързо я източваме.
Цената на батериите е евтина, но тъй като не се зареждат в дългосрочен план, не е икономично.
Накратко, още един прост вариант, важи за малки проекти и роботи.
5 AA 1,2V акумулаторни батерии
Подобно на предишния случай, но този път с акумулаторни батерии. Можем да използваме NiCd (неизползвани) или NiMh батерии. Напрежението е малко по-ниско, 1.2V на батерия, така че ще ни трябват 5 батерии, за да получим 6V.