Phạm vi / dung sai điện áp đầu vào Arduino Pro Mini (phiên bản 3.3V)


19

Tôi có một vài bản sao Arduino Pro Mini (đồ rẻ tiền của Trung Quốc) và muốn cung cấp năng lượng cho chúng bằng nguồn điện 12 V (giống như điện áp quạt). Theo thông số kỹ thuật Arduino Pro Mini , pin RAW có thể mất 3,35-12V (kiểu 3,3V). Trong thực tế, điều này có nghĩa là không thể sử dụng PSU 12V vì chúng hầu như luôn luôn trên 12 V với tải thấp. Tôi đọc rằng bộ điều chỉnh điện áp trong bảng này có khả năng đầu vào lên đến 16V. Tôi đã thử cắm vào một bộ chuyển đổi điện 12V giá rẻ đọc 15.1V mà không tải nhưng một thành phần trên bảng sao chép arduino thực sự phát nổ ngay lập tức. Bảng mạch dường như vẫn hoạt động khi được cấp nguồn từ lập trình usb. Thành phần bị đốt cháy chỉ nằm trên các chân VCC, RST và GND.

Tại sao điều này xảy ra? Tôi vừa làm gì và quan trọng nhất là mức điện áp an toàn để sử dụng là gì? Tôi đã có một vài bộ nguồn chuyển mạch 12V, thật đáng tiếc nếu tôi không thể sử dụng chúng.

Dung dịch:

Cuối cùng, nó dường như là một bản sao arduino bị lỗi, bộ điều hợp nguồn bị lỗi hoặc kém chất lượng hoặc thực tế là tôi đã cấp nguồn trước khi cắm nó vào chân đầu vào RAW của bo mạch. Bộ nguồn chuyển mạch điện giá rẻ 12V chỉ hoạt động tốt mặc dù đồng hồ vạn năng của tôi đăng ký điện áp tăng vọt lên đến 30V trong khi bật nguồn.


Dường như không có bảng Pro Micro nào trên trang web chính thức. Tôi chỉ có thể tìm thấy nó trên Sparkfun. Bạn có thể xác minh bạn có bảng nào?
asheeshr

Lỗi của tôi, đó thực sự là Pro Mini (đã được sửa ngay).
Đaminh

Câu trả lời:


18

Pro Mini chính hãng sử dụng bộ điều chỉnh MIC5205 có thể chấp nhận tối đa 16V ở đầu vào thông thường, với mức tối đa tuyệt đối là 20V. Không chắc là bộ điều chỉnh sẽ bị hỏng 15.1V.

Tuy nhiên, thành phần bạn đã chỉ ra rằng đã thổi là một tụ điện. Các tụ điện có sẵn trong các xếp hạng điện áp khác nhau, thường là 4V, 6.3V, 10V, 16V, 25V, 35V và 50V (trở lên, nhưng hãy bỏ qua chúng cho việc này). Thật hiếm khi thấy bất kỳ giá trị trung gian.

Các tụ điện SMD không dung nạp được khi sử dụng ở điện áp cao hơn so với quy định. Điều này đặc biệt đúng với các tụ điện và tantali. Tụ điện thổi trên Pro Mini chính hãng bị phân cực (dải màu xám không phải là gói và sơ đồ chỉ ra điều này), vì vậy chúng ta có thể suy ra nó là điện phân hoặc tantalum. Một chất điện phân 10FFF SMF dường như không có trong gói này, vì vậy nó gần như chắc chắn là một tantalum.

Sparkfun bán 10 tantalums , và chúng được đánh giá ở mức 16V. Rất có khả năng đây là những cái tương tự được sử dụng trên Pro Mini. 15.1V rất gần với 16V - trên thực tế, nếu đây là nguồn cung cấp điện được làm mịn kém, đồng hồ có thể hiển thị 15.1V nhưng các đỉnh có thể là 16V hoặc thậm chí 20V. Chúng tôi khuyên bạn nên giảm tỷ lệ xếp hạng điện áp trên tantalums ít nhất 50%.

Điều thực sự quan trọng là phải nhận ra rằng hầu hết các bộ nguồn DC giá rẻ không được điều tiết và tạo ra điện áp đầu ra rất gập ghềnh mà không có quy định:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Tantalums cũng không có dung sai cho điện áp ngược, vì vậy nếu bạn đã áp dụng điện áp ngược, nó sẽ bật lên.

Vì vậy, rất có khả năng bạn vặn quá mức nắp và thổi nó. Bạn có thể thay thế chúng bằng các tụ điện được đánh giá cao hơn - Tôi sẽ sử dụng các tụ điện 35V nếu bạn muốn cung cấp 15.1V. Việc giảm dần và giảm giá một tụ điện tương đối dễ dàng miễn là các miếng đệm không bị hỏng. Trên thực tế, bạn có thể sử dụng chất điện phân 10uF có chì thông thường giữa RAW và GND thay vì SM.

EDIT: Tuy nhiên, nhìn vào bảng dữ liệu cho bộ điều chỉnh, sẽ không thực sự quan trọng nếu 10uF đó có ở đó hay không:

Nên đặt tụ điện 1μF từ IN đến GND nếu có hơn 10 inch dây giữa đầu vào và tụ lọc ac hoặc nếu sử dụng pin làm đầu vào.

Một số bộ điều chỉnh hoàn toàn yêu cầu một tụ điện đầu vào, với những người khác nó chỉ là khuyến khích. Điều này có vẻ như chỉ là khuyến khích. Vì vậy, nếu bây giờ nó không hoạt động với nguồn điện bên ngoài, bạn cũng có thể đã thổi bay bộ điều chỉnh.

Ngay cả khi bảng sao chép sử dụng bộ điều chỉnh SMD khác nhau, các đặc điểm của chúng đều rất giống nhau. Như đã nêu, một số cần một tụ điện trên đầu vào để hoạt động, vì vậy thay thế nó có thể khắc phục nó.

Có một xem xét thêm rằng giảm từ 15.1V xuống 3.3V trên bộ điều chỉnh SMD không phải là một ý tưởng tuyệt vời. Bạn sẽ cần phải đốt cháy rất nhiều sức mạnh.

MC5205 có thể tiêu tan 455mW với dấu chân PCB tối thiểu (mà Pro Mini có) với môi trường xung quanh 25 ° C:

Nhiệt calc

Vì vậy, chúng tôi biết công suất tối đa chúng tôi có thể tiêu tan và chúng tôi biết sự sụt giảm điện áp - sau đó chúng tôi có thể tính toán dòng điện:

P = (Vin - Vout) * Tôi

0,455 / (15,1 - 3,3) = tôi

Tôi = 38,5mA

Điều này không phải là rất nhiều ở tất cả. Bạn có thể muốn xem xét việc điều chỉnh khỏi bảng, và có lẽ với bộ điều chỉnh chuyển mạch thay vì bộ điều chỉnh tuyến tính.

Tôi cũng lưu ý PS của bạn:

mặt đất của PSU 12V được chia sẻ với pin mặt đất Arduino, không chắc đây có phải là nguyên nhân hay không.

Nếu họ không chia sẻ, sẽ không có cách nào có thể làm việc này. Chúng cần được chia sẻ nếu không Vcc từ nguồn cung cấp không được tham chiếu đến bất cứ điều gì và cũng có thể không có ở đó.


Câu trả lời chi tiết tuyệt vời! Psu tôi sử dụng cũng có thể có điện áp cực đại cao hơn. Một nguồn cung cấp chuyển đổi có thể có vấn đề này quá? Các tụ điện bị hư hỏng có "a104C" được viết trên đó và "3A052" bên dưới. Không chắc điều đó có nghĩa là gì. Các miếng đệm có vẻ ổn khi tôi chỉ liên lạc với pin RAW trong chưa đầy nửa giây. Tôi sẽ cố gắng hàn một tụ điện 35V bình thường khi sắt hàn của tôi đến. Tôi giả sử nắp lớn hơn là ok?
Đaminh

Một tantalum thổi có thể sẽ gây ra thiệt hại nhiều hơn chỉ là một tụ điện thổi (như, nói, một PCB bị cháy xém).
Ignacio Vazquez-Abrams

Tôi chỉ thấy thiệt hại cho các tụ điện, không có dấu vết trên PCB cả. Đỉnh nắp có một lỗ và một số kim loại lộ ra bên trong cũng có một số vết cháy đen ở bên cạnh nhưng đó là tất cả. Tôi chỉ chạm vào danh bạ trong một thời gian rất ngắn nên có lẽ đó là lý do.
Đaminh

Tôi chắc chắn đã lấy ra tantalums và thiệt hại đã được giới hạn ở nắp và thiêu đốt nhỏ.
Cyberg Ribbon

@Cyberg Ribbon Tôi đã cắm bộ chuyển đổi nguồn trước khi kết nối arduino, điều đó có loại trừ rằng điện áp khởi động là nguyên nhân không? Tôi có nguồn cung cấp chuyển đổi nhưng không chắc chắn liệu chúng có dễ bị điện áp cao hơn định mức hay không ..?
Đaminh

3

Thành phần phát nổ trong quá trình thử nghiệm của bạn là một tụ điện.

Theo vị trí trên bảng bạn đã đề cập, đó là một trong 2 tụ điện được sử dụng ở cả hai phía của bộ điều chỉnh 3.3V (tôi có thể nói đó có lẽ là capcitor ngược dòng).

một vài lý do tại sao một tụ điện có thể phát nổ :

  • đặt điện áp ngược vào nó (chỉ tụ điện phân cực)
  • áp dụng một điện áp trên đánh giá của nó
  • áp dụng một hiện tại trên đánh giá của nó

Tình huống của bạn có lẽ là thứ 2: điện áp quá cao.

Theo sơ đồ ban đầu của Sparkfun, tụ điện này phải được phân cực với công suất 10uF. Thật không may các sơ đồ không đề cập đến điện áp tối đa.

Theo thông số kỹ thuật cho bo mạch gốc , điện áp tối đa cho nắp này tối thiểu phải là 12 V, nhưng không có gì đảm bảo rằng nó đang chống lại trên 12 V. Do đó, bạn phải coi 12V là điện áp tối đa áp dụng cho bo mạch của bạn (trên chân RAW).

Ngoài ra, bạn đã đề cập rằng bạn đang sử dụng một bản sao Trung Quốc giá rẻ, điều đó là hoàn toàn có thể (mặc dù không được mong đợi, vì nó sẽ làm cho bảng hoạt động khác với thông số kỹ thuật ban đầu) rằng cái này sử dụng nắp điện áp thấp hơn (ví dụ 10V) rẻ hơn một chút

Nếu bạn muốn sử dụng lại PSU 12V của mình, bạn sẽ phải đảm bảo rằng điện áp đầu ra của nó không bao giờ vượt quá 12V, vì điều này bạn chỉ còn lại một vài tùy chọn:

  • sử dụng một bộ chia điện áp được làm bằng 2 điện trở: trước tiên bạn phải biết đầu ra điện áp tối đa của PSU của bạn và sau đó tính toán các giá trị điện trở để có được điện áp 12 dựa trên điện áp tối đa đó. Điều đó thật dễ dàng nhưng nó có thể lãng phí rất nhiều năng lượng
  • sử dụng diode Zener bên ngoài PSU của bạn
  • sử dụng mạch ổn áp 12 V sau PSU của bạn: đó là giải pháp an toàn nhất nhưng cũng đắt nhất

Chỉnh sửa:

Tất nhiên, nếu bạn đã thực hiện nó và được trang bị cho nó, bạn có thể tìm thấy sự thay thế cho tụ điện đã phát nổ và mua một điện áp cao hơn, sau đó thay thế nó trên bảng của bạn; đó sẽ trang bị lại thiết bị hàn / khử cực tốt có thể sử dụng cho các bộ phận lắp trên bề mặt.


Hoặc thay thế các bộ phận điện áp thấp bằng những bộ phận được đánh giá cao hơn.
Ignacio Vazquez-Abrams

Tất nhiên là có nhưng điều đó liên quan đến việc từ bỏ SMC mà không phải ai cũng làm được.
jfpoilpret

@ Ignacio-Vazquez-Abrams Tôi đã chỉnh sửa câu trả lời của mình để bao gồm đề xuất của bạn, cảm ơn.
jfpoilpret

Tôi có một vài tụ điện, chỉ chờ cho dây hàn hakko của tôi phát triển mạnh khi el cheapo của tôi bị hỏng ... Tôi có thể sử dụng bất kỳ tụ điện không smd nào với định mức điện áp của giả sử 35V không?
Đaminh

Mũ điện áp cao hơn là OK, miễn là điện dung giống như ban đầu. Bạn có thể đi và tháo nắp SM (chỉ cần thay một nắp) và thay vào đó là hàn nắp "bình thường", nhưng hãy cẩn thận với quần short vì dây dẫn lớn hơn nhiều!
jfpoilpret
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.