Arduino Pro Mini (версия 3.3В) диапазон входного напряжения / допуск

У меня есть несколько клонов Arduino Pro Mini (дешевый китайский материал), и я хочу подключить их к источнику питания 12 В (соответствует напряжению вентилятора). Согласно спецификации Arduino Pro Mini, вывод RAW может потреблять 3,35-12 В (модель 3,3 В). На практике это означает, что 12-вольтовый блок питания нельзя использовать, так как он почти всегда более 12 В при низкой нагрузке. Я читал, что регулятор напряжения на этой плате способен на вход до 16 В. Я попытался подключить дешевый 12В адаптер питания, который считывал 15,1В без нагрузки, но компонент на плате клонирования Arduino фактически взорвался мгновенно. Кажется, что плата работает до сих пор при питании от USB-программиста. Сгоревший компонент находится чуть выше контактов VCC, RST и GND.

Почему это случилось? Что я только что повредил и самое главное, какой безопасный уровень напряжения использовать? У меня уже есть несколько 12В импульсных источников питания, было бы стыдно, если бы я не мог их использовать.

Решение:

В конце концов, похоже, что это был неисправный клон arduino, неисправный или некачественный адаптер питания или тот факт, что я запитал источник питания, прежде чем подключить его к входному контакту RAW платы. Дешевые 12 В импульсные источники питания работают очень хорошо, хотя мой мультиметр регистрирует скачок напряжения до 30 В при включении питания.

Настоящие Pro Mini используют регулятор MIC5205, который должен принимать до 16 В на своем входе нормально, с абсолютным максимумом 20 В. Маловероятно, что регулятор будет поврежден на 15,1 В.

Тем не менее, указанный вами компонент является конденсатором. Конденсаторы SMD доступны в различных номинальных напряжениях, обычно 4 В, 6,3 В, 10 В, 16 В, 25 В, 35 В и 50 В (и выше, но давайте их проигнорируем). Редко можно увидеть какие-либо промежуточные значения.

Конденсаторы SMD очень нетерпимы к использованию при более высоком напряжении, чем указано. Это особенно верно для электролитических и танталовых конденсаторов. Выдувной конденсатор на оригинальном Pro Mini поляризован (серая полоса не на упаковке, и на схеме это видно), поэтому мы можем сделать вывод, что это либо электролит, либо тантал. В этой упаковке маловероятно наличие 10 мкФ SMD электролита, так что это почти наверняка тантал.

Sparkfun продают 10 мкФ тантала , и они рассчитаны на 16V. Вполне вероятно, что это те же самые, что и на Pro Mini. 15,1 В очень близко к 16 В - фактически, если это плохо сглаженный источник питания, измеритель может показывать 15,1 В, но пики могут быть 16 В или даже 20 В. Рекомендуется снизить номинальные напряжения на танталах как минимум на 50%.

Очень важно понимать, что большинство недорогих источников питания постоянного тока не регулируются и производят очень неровное выходное напряжение без регулирования:

Танталы также не имеют допусков на обратное напряжение, поэтому, если вы примените обратное напряжение, оно выскочит.

Так что вполне вероятно, что вы перенапрягли крышку и взорвали ее. Вы можете заменить их конденсаторами с более высоким номиналом - я бы выбрал 35В, если вы хотите поставить 15,1В. Отпайки и распайки одного конденсатора относительно легко, если колодки не были повреждены. Реально, вы могли бы использовать нормальный этилированный 10 мкФ электролит между RAW и GND вместо SMD.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Тем не менее, глядя на лист данных для регулирующего органа, это не должно действительно иметь значение, есть ли это 10 мкФ или нет:

Конденсатор 1 мкФ следует размещать от IN до GND, если между входом и конденсатором фильтра переменного тока более 10 дюймов провода или если в качестве входа используется батарея.

Для некоторых регуляторов абсолютно необходим входной конденсатор, для других это просто целесообразно. Похоже, это просто желательно. Так что, если он сейчас не работает от внешнего источника питания, возможно, вы также взорвали регулятор.

Даже если на плате клонирования используется другой регулятор SMD, их характеристики очень похожи. Как уже говорилось, некоторым для работы нужен конденсатор на входе, поэтому замена его может исправить это.

Существует еще одно соображение, что падение с 15,1 В до 3,3 В на регуляторе SMD не является хорошей идеей. Вам нужно будет сжечь много энергии.

MC5205 может рассеивать 455 мВт при минимальной занимаемой площади печатной платы (как у Pro Mini) при температуре окружающей среды 25 ° C:

Итак, мы знаем максимальную мощность, которую мы можем рассеивать, и мы знаем падение напряжения - тогда мы можем рассчитать ток:

П = (Вин - Воут) * Я

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

Я = 38,5 мА

Это не очень много. Возможно, вы захотите рассмотреть возможность регулирования с платы, и, возможно, с помощью переключающего регулятора, а не линейного регулятора.

Я также отмечаю ваш PS:

заземление блока питания 12 В используется совместно с контактом заземления Arduino, но не уверен, что это может быть причиной.

Если бы им не поделились, не было бы никакого способа, чтобы это могло сработать. Они должны быть разделены, иначе Vcc от источника питания ни на что не ссылается и может также не быть там.

Компонент, который взорвался во время вашего теста, является конденсатором.

В соответствии с положением на плате, которое вы упомянули, это один из 2 электролитических конденсаторов, используемых с обеих сторон регулятора 3,3 В (я бы сказал, что это, вероятно, конденсатор в восходящем направлении).

Есть несколько причин, по которым конденсатор может взорваться :

• приложите к нему инвертированное напряжение (только поляризованные конденсаторы)
• подать напряжение выше его номинальной
• применить ток выше его рейтинга

Ваша ситуация, вероятно, вторая: слишком высокое напряжение.

Согласно оригинальной схеме Sparkfun, этот конденсатор должен быть поляризован с емкостью 10 мкФ. К сожалению на схемах не указано максимальное напряжение.

В соответствии со спецификацией для оригинальной платы , максимальное напряжение для этой крышки должно составлять не менее 12 В, но нет никакой гарантии, что она будет выше 12 В. Следовательно, вы должны учитывать, что 12 В - это максимальное напряжение, применимое к вашей плате (на выводе RAW).

Кроме того, вы упомянули, что используете дешевый китайский клон, вполне возможно (хотя и не ожидаемо, поскольку это заставит плату работать иначе, чем в оригинальных спецификациях), что на этой используется крышка с более низким напряжением (например, 10 В), которая будет быть немного дешевле.

Если вы хотите повторно использовать свой 12 В блок питания, вам нужно убедиться, что его выходное напряжение никогда не превышает 12 В, для этого у вас есть несколько вариантов:

• используйте делитель напряжения, состоящий из 2 резисторов: сначала вы должны узнать максимальное выходное напряжение вашего блока питания, а затем рассчитать значения сопротивления, чтобы получить 12 В на основе этого максимального напряжения. Это легко, но это может тратить много энергии
• используйте стабилитрон 12В за пределами вашего блока питания
• используйте цепь стабилизатора напряжения 12 В после вашего блока питания: это самое безопасное, но и самое дорогое решение

Редактировать:

Конечно, если вы уже сделали это и готовы к этому, вы можете найти замену взорвавшемуся конденсатору и купить более высокое напряжение, а затем заменить его на своих платах; это обеспечит хорошее оборудование для пайки / распайки, пригодное для поверхностного монтажа.