Почему 5В вместо 3В3?

Я все еще новичок в электронике, поэтому, пожалуйста, простите меня, если ответ очевиден.

Мне было интересно, почему практически во всех примерах схем, которые я нашел, используется источник питания 5 В с резисторами для всех компонентов, а не напрямую источник питания 3 В 3.

Даже для самого простого "Blink" например, они используют контакт 5 В и резистор 220 Ом для защиты светодиода вместо встроенного контакта 3,3 В.

Да, я знаю, что в прежние времена "все" работал на 5 В, но, поскольку у нас уже есть встроенное более низкое напряжение, почему бы не использовать его и не уменьшить количество необходимых компонентов?

TIA для всех, кто может решить эту загадку для меня.
мав

, 👍0

Обсуждение

Не могли бы вы привести пример схемы, в которой используется 5 В для питания и резисторы для всех компонентов? Я предполагаю, что эти резисторы все равно были бы необходимы, даже если бы схема работала на 3,3 В (возможно, с другими значениями). Например, ток через светодиод всегда должен быть ограничен (резистором или иным образом), независимо от того, к какому источнику напряжения он подключен. При напряжении питания 3,3 В вам все равно понадобится резистор, хотя, возможно, и с меньшим значением., @StarCat

Причина, по которой вы все еще найдете много примеров с использованием 5 В, заключается в том, что «классическая» Arduino Uno, с которой начинают многие любители, по-прежнему работает на 5 В., @StarCat


1 ответ

Лучший ответ:

6

Во-первых, даже при напряжении 3,3 В светодиоду нужен резистор для ограничения протекающего через него тока. Таким образом, работа с 3,3 В не решает эту конкретную проблему. Попробуйте поискать в Google "резистор ограничения тока светодиода".

Во-вторых, многие Arduino предназначены для работы от 5 В. Во многих случаях у них есть входной разъем питания, который может принимать диапазон напряжений и использовать регулятор напряжения для преобразования его в 5 В,

Вы можете спросить, почему бы не перейти на 3,3 В? Что ж, чем выше напряжение, тем быстрее может работать процессор в пределах своих расчетных возможностей. Например, Atmega328P (который есть в Arduino Uno и других) может работать только на частоте 13 МГц при напряжении 3,3 В, а не на 16 МГц.

... вместо использования встроенного контакта 3,3 В

Но этот вывод предоставляется только для удобства. Вы не можете включить или выключить его с помощью программы.

Более высокое напряжение (5 В вместо 3,3 В) может оказаться более удобным в некоторых ситуациях, например при включении и выключении двигателей или с другими устройствами, рассчитанными на работу с напряжением 5 В.

Двигатели и другие мощные устройства обычно включаются с помощью МОП-транзисторов. Чтобы быть эффективными, они должны полностью включаться (иметь низкое сопротивление между Истоком и Сливом) и даже так называемый «логический уровень». Для полного включения МОП-транзисторов обычно требуется 5 В, а не 3,3 В. Если вы попытаетесь управлять двигателем с помощью платы на 3,3 В, вам, вероятно, потребуются дополнительные компоненты для правильного включения полевого МОП-транзистора, поэтому снижение напряжения потенциально может добавить компоненты, а не уменьшить их.

С другой стороны, многие современные компоненты рассчитаны на работу с напряжением 3,3 В (или ниже), поэтому выбор 5 В — это своего рода компромисс.

,

Кроме того: USB, который в наши дни является очень распространенным способом питания устройств, по умолчанию составляет 5 В (расширение до более высокого напряжения по запросу с помощью USB-C Power Delivery)., @chrisl

«Например, Atmega328P может работать только на частоте 13 МГц при напряжении 3,3 В, а не на 16 МГц», — это немного сбивает с толку, учитывая, что более быстрые процессоры используют более низкие напряжения. Но причина явно не та., @PMF

@PMF _But_, те более быстрые процессоры, которые позволяют масштабировать частоту во время выполнения, обычно также уменьшают напряжение на более низких частотах, и большинство людей, которые намеренно разгоняют свою систему, делают это, чтобы также снизить ее напряжение (и, следовательно, сэкономить электроэнергию)., @Austin Hemmelgarn

@PMF - я просто цитирую (экстраполирую) цифры из таблицы данных. В случае с Atmega328P есть ограничения по скорости в зависимости от напряжения. И вы действительно можете потреблять меньше энергии, используя более низкое напряжение, жертвуя скоростью ради экономии энергии. По разным причинам, основной из которых, вероятно, является нагрев, современные высокоскоростные процессоры действительно будут использовать более низкие напряжения, но они будут разработаны с учетом этого., @Nick Gammon

@NickGammon Это то, о чем я говорил. Более высокие напряжения приводят к более высоким потерям тепла. И если вы хотите разогнать ЦП, вам обычно нужно увеличить напряжение (чтобы убедиться, что электроника может правильно переключаться с высокого на низкое) и установить большой радиатор., @PMF

Смотрите также: