Arduino Pro Mini (3.3V 버전) 입력 전압 범위 / 공차

Arduino Pro Mini 클론 (싼 중국 물건)이 몇 개 있으며 12V 전원 공급 장치 (팬 전압과 동일)로 전원을 공급하고 싶습니다. 에 따르면 아두 이노 프로 미니 사양 원시 핀은 3.35-12V (3.3 모델) 걸릴 수 있습니다. 실제로 이것은 12V PSU가 거의 항상 부하가 낮은 12V 이상이므로 사용할 수 없음을 의미합니다. 이 보드의 전압 조정기는 최대 16V 입력이 가능하다는 것을 읽었습니다. 나는로드없이 15.1V를 읽는 저렴한 12V 전원 어댑터를 연결하려고했지만 arduino 클론 보드의 구성 요소가 실제로 즉시 폭발했습니다. 보드는 USB 프로그래머가 전원을 공급할 때 여전히 작동하는 것 같습니다. 소손 된 부품은 VCC, RST 및 GND 핀 바로 위에 있습니다.

왜 이런 일이 일어 났습니까? 나는 무엇을 손상 시켰으며, 가장 중요한 것은 안전한 전압 레벨은 무엇입니까? 나는 이미 12V 스위칭 전원 공급 장치를 몇 개 가지고 있는데, 그것을 사용할 수 없다면 부끄러운 일입니다.

해결책:

결국 그것은 아두 이노 클론, 품질 불량 또는 불량 전원 어댑터 또는 보드의 RAW 입력 핀에 연결하기 전에 전원 공급 장치에 전원을 공급 한 것으로 보입니다. 저렴한 12V 스위칭 전원 공급 장치는 전원을 켤 때 멀티 미터가 30V의 높은 전압 스파이크를 등록하더라도 정상적으로 작동합니다.

정품 Pro Mini는 MIC5205 레귤레이터 를 사용합니다. MIC5205 레귤레이터 는 최대 20V의 절대 입력으로 정상적으로 입력시 최대 16V를 수용해야합니다. 레귤레이터가 15.1V 손상 될 가능성은 거의 없습니다.

그러나 고장난 것으로 표시 한 구성 요소는 커패시터입니다. SMD 커패시터는 일반적으로 4V, 6.3V, 10V, 16V, 25V, 35V 및 50V 이상의 다양한 정격 전압으로 제공됩니다 (그러나이를 무시하자). 중간 값은 거의 볼 수 없습니다.

SMD 커패시터는 지정된 것보다 높은 전압에서 사용되는 것에 매우 관대합니다. 이것은 특히 전해 및 탄탈 커패시터에 해당된다. 정품 Pro Mini의 끊어진 커패시터는 분극화되어 있으며 (패키지가 아닌 회색 밴드와 회로도는이를 나타냅니다) 전해 또는 탄탈륨으로 추정 할 수 있습니다. 10µF SMD 전해는이 패키지에 포함되지 않을 가능성이 높기 때문에 탄탈입니다.

Sparkfun은 10µF 탄탈륨을 판매 하며 16V 정격입니다. 이것들은 Pro Mini에서 사용 된 것과 동일합니다. 15.1V는 16V에 매우 가깝습니다. 실제로 전원 공급이 원활하지 않으면 미터에 15.1V가 표시되지만 피크는 16V 또는 20V 일 수 있습니다. 탄탈륨의 정격 전압을 50 % 이상 낮추는 것이 좋습니다.

대부분의 저비용 DC 전원 공급 장치는 조정되지 않고 조정없이 매우 울퉁불퉁 한 출력 전압을 생성한다는 사실을 이해하는 것이 중요합니다.

탄탈룸은 역 전압에 대한 내성을 갖지 않으므로 역 전압을 적용하면 팝이 발생합니다.

따라서 캡을 과도하게 사용하여 폭발했을 가능성이 큽니다. 더 높은 정격 커패시터로 교체 할 수 있습니다-15.1V를 공급하려면 35V를 사용하십시오. 패드가 손상되지 않은 한 단일 커패시터의 납땜 제거 및 납땜 제거는 비교적 쉽습니다. 실제로 SMD 대신 RAW와 GND 사이에 일반적인 납 10uF 전해를 사용할 수 있습니다.

편집 : 그러나 레귤레이터에 대한 데이터 시트를 보면 10uF가 있는지 여부는 중요하지 않습니다.

입력과 AC 필터 커패시터 사이에 10 인치 이상의 와이어가 있거나 배터리가 입력으로 사용되는 경우 1μF 커패시터를 IN에서 GND로 배치해야합니다.

일부 레귤레이터에는 입력 커패시터가 절대적으로 필요하며 다른 경우에는 권장됩니다. 이것은 단지 권장되는 것처럼 보입니다. 따라서 외부 전원으로 작동하지 않는 경우 레귤레이터도 끊었을 수 있습니다.

클론 보드가 다른 SMD 레귤레이터를 사용하더라도 그 특성은 모두 매우 유사합니다. 언급했듯이 일부는 작동하기 위해 입력에 커패시터가 필요하므로 교체하면 문제가 해결 될 수 있습니다.

SMD 레귤레이터에서 15.1V에서 3.3V로 떨어지는 것은 좋은 생각이 아니라는 추가 고려 사항이 있습니다. 많은 힘을 태워야합니다.

MC5205는 주변 온도가 25 ° C 인 최소 PCB 설치 공간 (Pro Mini에있는)으로 455mW를 소멸시킬 수 있습니다.

따라서 우리는 소비 할 수있는 최대 전력을 알고 전압 강하를 알고 전류를 계산할 수 있습니다.

P = (Vin-Vout) * I

0.455 / (15.1-3.3) = I

I = 38.5mA

이것은별로 중요하지 않습니다. 보드에서 레귤레이션을 고려하고 선형 레귤레이터 대신 스위칭 레귤레이터를 사용하는 것이 좋습니다.

나는 또한 당신의 PS를 참고하십시오 :

12V PSU의 접지는 Arduino 접지 핀과 공유되므로 이것이 원인인지 확실하지 않습니다.

공유하지 않았다면 이것이 효과가 없을 것입니다. 그렇지 않으면 전원 공급 장치의 Vcc가 아무 것도 참조되지 않고 공유되지 않을 수도 있습니다.

테스트 중에 폭발 한 구성 요소는 커패시터입니다.

언급 한 보드의 위치에 따르면 3.3V 레귤레이터의 양쪽에 사용되는 2 개의 전해 커패시터 중 하나입니다 (아마도 업스트림 커패시터 일 것입니다).

있다 커패시터가 폭발 몇 가지 이유는 :

• 거꾸로 전압을가하십시오 (편광 커패시터 만)
• 정격 이상의 전압을가하십시오
• 정격 이상의 전류를 공급하다

귀하의 상황은 아마도 두 번째 상황 일 것입니다 : 너무 높은 전압이 적용되었습니다.

Sparkfun 원래 회로도에 따르면이 커패시터는 10uF 용량으로 분극되어야합니다. 불행히도 회로도에는 최대 전압이 언급되어 있지 않습니다.

원래 보드 의 사양에 따르면 이 캡의 최대 전압은 12V 이상이어야하지만 12V 이상인 것은 아닙니다. 따라서 보드에 적용 가능한 최대 전압 인 12V (RAW 핀) 를 고려해야 합니다.

또한 저렴한 중국 클론을 사용하고 있다고 언급했지만, 보드가 원래 사양과 다르게 작동하기 때문에 예상하지는 않지만 완벽하게 가능합니다. 저전압 캡 (예 : 10V)을 사용하면 조금 더 싸다.

12V PSU를 재사용하려면 출력 전압이 12V를 초과하지 않도록해야합니다. 여기에는 몇 가지 옵션이 있습니다.

• 2 개의 저항으로 구성된 분압기를 사용하십시오 . 먼저 PSU의 최대 전압 출력을 알고 저항 값을 계산하여 최대 전압을 기준으로 12V를 얻습니다. 쉽지만 많은 에너지를 낭비 할 수 있습니다
• PSU 외부 에서 12V 제너 다이오드 사용
• PSU 다음에 12V 전압 레귤레이터 회로를 사용하십시오. 가장 안전하지만 가장 비싼 솔루션입니다

편집하다:

물론, 이미 수행했거나 장착 한 경우 폭발 한 커패시터의 교체품을 찾아 고전압의 커패시터를 구입 한 다음 보드에서 교체 할 수 있습니다. 표면 장착 부품에 사용할 수있는 우수한 납땜 / 납땜 장비를 다시 만들 것입니다.