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

Question

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

У меня есть несколько мини-клонов Arduino Pro (дешевый китайский материал) и я хотел бы подключить их к источнику питания 12 В (то же самое, что и напряжение вентилятора). Согласно спецификации Arduino Pro Mini необработанный контакт может принимать 3,35-12 В (модель 3,3 В). На практике это означает, что блок питания 12 В нельзя использовать, так как они почти всегда находятся на 12 В с низкой нагрузкой. Я читал, что регулятор напряжения в этой плате способен принимать до 16 В. Я попытался подключить дешевый адаптер питания 12 В, который читал 15.1 В без нагрузки, но компонент на плате клона arduino фактически взорвался мгновенно. Плата, кажется, все еще работает при питании от USB-программатора. Компонент, который выгорел, находится чуть выше контактов VCC, RST и GND.

Почему это произошло? Что я только что повредил и, самое главное, какой безопасный уровень напряжения использовать? У меня уже есть несколько импульсных источников питания 12 В, и было бы очень жаль, если бы я не смог ими воспользоваться.

Решение:

В конце концов, похоже, это был неисправный клон arduino, неисправный или некачественный адаптер питания или тот факт, что я включил источник питания перед тем, как подключить его к необработанному входному контакту платы. Дешевые импульсные источники питания 12 В работают просто отлично, хотя мой мультиметр регистрирует скачок напряжения до 30 В во время включения питания.

@DominicM, 👍21

Обсуждение

На официальном сайте, похоже, нет никакой Pro Micro board. Я могу найти его только на Sparkfun. Не могли бы вы проверить, какая плата у вас есть?, @asheeshr

Моя ошибка, на самом деле это Pro Mini (теперь исправлено)., @DominicM

3 ответа

Лучший ответ:

▲ 3

Компонент, который взорвался во время вашего теста, - это конденсатор.

Согласно положению на упомянутой вами плате, это один из 2 электролитических конденсаторов, используемых с обеих сторон регулятора 3,3 В (я бы сказал, что это, вероятно, верхний конденсатор).

Существует несколько причин, по которым конденсатор может взорваться:

подайте на него инвертированное напряжение (только поляризованные конденсаторы).
подавайте напряжение выше номинального
применяйте ток, превышающий его номинальный

Ваша ситуация, вероятно, 2-я: слишком высокое напряжение.

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

Согласно спецификации для оригинальной платы, максимальное напряжение для этого колпачка должно быть не менее 12 В, но нет никакой гарантии, что оно превышает 12 В. Следовательно, вы должны учитывать, что 12 В-это максимальное напряжение, применимое к вашей плате (на необработанном выводе).

Кроме того, вы упомянули, что используете дешевый китайский клон, вполне возможно (хотя и не ожидалось, так как это заставило бы плату работать иначе, чем в первоначальных спецификациях), что этот использует колпачок с более низким напряжением (например, 10 В), который был бы немного дешевле.

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

используйте делитель напряжения, состоящий из 2 резисторов: сначала вы должны знать максимальное выходное напряжение вашего блока питания, а затем рассчитать значения сопротивления, чтобы получить 12 В на основе этого максимального напряжения. Это легко, но на это можно потратить много энергии
используйте стабилитрон 12 В вне блока питания
используйте схему регулятора напряжения 12 В после вашего блока питания: это самое безопасное, но и самое дорогое решение

Изменить:

Конечно, если вы уже сделали это и оснащены для этого, вы можете найти замену взорвавшемуся конденсатору и купить конденсатор более высокого напряжения, а затем заменить его на своих платах; это обеспечит хорошее оборудование для пайки/распайки, используемое для компонентов, устанавливаемых на поверхности.

16 мар 14, @jfpoilpret

Или замените детали низкого напряжения на детали с более высоким рейтингом., @Ignacio Vazquez-Abrams

Да, конечно, но это включает в себя распайку SMC, что может сделать не каждый., @jfpoilpret

@Игнасио-Васкес-Абрамс Я отредактировал свой ответ, чтобы включить ваше предложение, спасибо., @jfpoilpret

У меня действительно есть несколько конденсаторов, просто жду, когда мой паяльник hakko заработает, когда сломается мой эль-чипо... Могу ли я использовать любой конденсатор, не являющийся smd, с номинальным напряжением, скажем, 35 вольт?, @DominicM

Колпачки с более высоким напряжением в порядке, если емкость такая же, как у оригинала. Вы можете пойти и снять колпачок SMD (требуется заменить только один) и вместо него припаять "обычный" колпачок, но остерегайтесь коротких замыканий, так как провода намного больше!, @jfpoilpret

Есть идеи, какова емкость этого колпачка? Я, кажется, не могу найти никакой информации об этом, основываясь на том, что на нем написано. a104C 3A052., @DominicM

Согласно схеме платы это 10uF, @jfpoilpret

Для замены вы можете припаять его к контактам на плате, а не к прокладкам., @Cybergibbons

▲ 2

Хотя эта тема старая, люди должны знать, что некоторые клонированные платы используют регулятор 4B2X и поддерживают максимум 10 В (https://epstik.com/p744820729-xc6204b332mr-4b2x-stabilizator.html , https://www.mcucity.com/product/3240/xc6204b332mr-g-3-3v-4b2x-4b2y-positive-voltage-regulator). Клоны тезисов чрезвычайно распространены на eBay и других торговых площадках.

9 мар 21, @lrd1967

@*Cybergibbons* · Accepted Answer · 2014-03-16 10:25-00:00

В подлинных Pro Mini используется регулятор MIC5205, который обычно должен принимать до 16 В на входе, при абсолютном максимуме 20 В. Маловероятно, что регулятор был бы поврежден напряжением 15,1 В.

Однако указанный вами компонент, который перегорел, является конденсатором. Конденсаторы SMD доступны с различными номинальными напряжениями, обычно 4 В, 6,3 В, 10 В, 16 В, 25 В, 35 В и 50 В (и выше, но для этого 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 в отношении электролитических и танталовых конденсаторов. Перегоревший конденсатор на подлинном Pro Mini поляризован (серая полоса на упаковке отсутствует, и на схеме это указано), поэтому мы можем сделать вывод, что он либо электролитический, либо танталовый. Электролит SMD 10 мкФ вряд ли будет в этой упаковке, так что это почти наверняка тантал.

Sparkfun продает танталымощностью 10 мкФ, и они рассчитаны на напряжение 16 В. Вполне вероятно, что это те же самые, которые используются на Pro Mini. 15,1 В очень близко к 16 В - на самом деле, если это плохо сглаженный источник питания, счетчик может показывать 15,1 В, но пики вполне могут быть 16 В или даже 20 В. Рекомендуется снизить номинальное напряжение на танталах как минимум на 50%.

Действительно важно понимать, что большинство недорогих источников питания постоянного тока не регулируются и обеспечивают очень низкое выходное напряжение без регулирования:

У танталов также нет допуска к обратному напряжению, поэтому, если бы вы применили обратное напряжение, оно бы лопнуло.

Так что вполне вероятно, что вы перенапрягли колпачок и сожгли его. Вы могли бы заменить их конденсаторами с более высокой номинальной мощностью - я бы выбрал конденсаторы 35 В, если вы хотите обеспечить 15,1 В. Демонтаж и демонтаж одного конденсатора относительно просты, если колодки не повреждены. Реально, вы могли бы использовать обычный этилированный электролит 10 мкФ между RAW и GND вместо SMD.

ОТРЕДАКТИРОВАНО: Однако, глядя на технический паспорт регулятора, на самом деле не должно иметь значения, есть ли там 10 мкФ или нет:

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

Для некоторых регуляторов абсолютно необходим входной конденсатор, с другими это просто целесообразно. Похоже, это просто целесообразно. Так что, если он сейчас не работает от внешнего источника питания, вы, возможно, тоже перегорели регулятор.

Даже если плата-клон использует другой регулятор SMD, их характеристики все очень похожи. Как уже говорилось, некоторым действительно нужен конденсатор на входе для работы, поэтому его замена может исправить это.

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

MC5205 может рассеивать 455 МВт при минимальной мощности печатной платы (которую имеет Pro Mini) при температуре окружающей среды 25°C:

Thermal calc

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

P = (Vin - Vout) * I

0,455 / (15.1 - 3.3) = I

I = 38,5 мА

Это совсем не так много. Возможно, вы захотите рассмотреть возможность регулирования вне платы и, вероятно, с помощью регулятора переключения, а не линейного регулятора.

Я также отмечаю ваши PS:

заземление блока питания 12 В совместно используется с выводом заземления Arduino, не уверен если это может быть причиной.

Если бы они не были разделены, это никак не могло бы сработать. Они должны быть общими, иначе Vcc от источника питания ни на что не ссылается и с таким же успехом может отсутствовать.