Arduino Pro Mini (เวอร์ชั่น 3.3V) ช่วงแรงดัน / ความอดทนของอินพุต


19

ฉันมี Arduino Pro Mini clone (จีนน้อยราคาถูก) และต้องการจ่ายไฟให้กับแหล่งจ่ายไฟ 12V (เช่นเดียวกับแรงดันไฟฟ้าของพัดลม) ตามข้อมูลจำเพาะของ Arduino Pro Miniขา RAW สามารถใช้ 3.35-12V (รุ่น 3.3V) ในทางปฏิบัตินี่หมายถึง 12V PSU ไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากเกือบตลอด 12V ที่มีโหลดต่ำ ฉันอ่านว่าตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าในบอร์ดนี้มีความสามารถสูงถึง 16V อินพุต ฉันลองเสียบอะแดปเตอร์ไฟ 12V ราคาถูกที่อ่าน 15.1V โดยไม่โหลด แต่มีส่วนประกอบบนบอร์ด arduino clone ระเบิดจริง ๆ ทันที บอร์ดดูเหมือนว่าจะยังคงทำงานเมื่อขับเคลื่อนจากโปรแกรมเมอร์ usb ส่วนประกอบที่ทำให้หมดไปนั้นอยู่เหนือหมุด VCC, RST และ GND

ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น ฉันเพิ่งเกิดความเสียหายและที่สำคัญที่สุดคือระดับแรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัยที่จะใช้คืออะไร ฉันมีอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง 12V อยู่สองสามตัวมันน่าเสียดายถ้าฉันไม่สามารถใช้งานได้

วิธีการแก้:

ในท้ายที่สุดดูเหมือนว่าจะเป็นอะแดปเตอร์อาร์ดิโนที่ผิดพลาดอะแดปเตอร์ไฟฟ้าที่มีคุณภาพผิดพลาดหรือไม่ดีหรือความจริงที่ว่าฉันจ่ายไฟให้ก่อนที่จะเสียบเข้ากับขาอินพุต RAW ของบอร์ด อุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง 12V ราคาถูกทำงานได้ดีแม้ว่ามัลติมิเตอร์ของฉันจะลงทะเบียนแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 30V ในระหว่างที่เปิดเครื่อง


ดูเหมือนว่าจะไม่มีบอร์ด Pro Micro บนเว็บไซต์ทางการ ฉันหาได้จาก Sparkfun เท่านั้น คุณสามารถตรวจสอบบอร์ดที่คุณมี
asheeshr

ความผิดพลาดของฉันมันคือ Pro Mini (แก้ไขแล้ว)
DominicM

คำตอบ:


18

Pro Mini ของแท้ใช้ตัวควบคุม MIC5205ซึ่งควรรับได้ถึง 16V ที่อินพุตปกติโดยมีค่าสูงสุด 20V เป็นไปได้ยากที่ตัวควบคุมจะได้รับความเสียหายโดย 15.1V

อย่างไรก็ตามส่วนประกอบที่คุณระบุมีการเป่าเป็นตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุ SMD มีอยู่ในระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันโดยทั่วไปคือ 4V, 6.3V, 10V, 16V, 25V, 35V และ 50V (และสูงกว่า แต่ขอเพิกเฉยต่อสิ่งนี้) มันยากที่จะเห็นค่ากลางใด ๆ

ตัวเก็บประจุ SMD มีความทนต่อการใช้งานที่แรงดันไฟฟ้าสูงกว่าที่ระบุไว้มาก นี่คือความจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าและแทนทาลัม ตัวเก็บประจุที่เป่าได้ใน Pro Mini ของแท้คือโพลาไรซ์ (แถบสีเทาไม่ใช่แพ็คเกจของเขาและแผนผังบ่งบอกถึงสิ่งนี้) ดังนั้นเราสามารถอนุมานได้ว่าเป็นอิเล็กโทรไลต์หรือแทนทาลัม อิเล็กโทรไลต์ 10µF SMD ไม่น่าจะอยู่ในแพ็คเกจนี้ดังนั้นจึงเป็นแทนทาลัมเกือบแน่นอน

Sparkfun ขายแทนทาลัม 10µFและได้รับการจัดอันดับที่ 16V อาจเป็นไปได้ว่าสิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งเดียวกับที่ใช้กับ Pro Mini 15.1V ใกล้เคียงกับ 16V จริง ๆ แล้วถ้านี่เป็นแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ราบเรียบเครื่องวัดอาจแสดง 15.1V แต่จุดสูงสุดอาจเป็น 16V หรือ 20V ขอแนะนำให้คุณลดอัตราแรงดันไฟฟ้าบน tantalums อย่างน้อย 50%

สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักว่าอุปกรณ์จ่ายไฟกระแสตรงราคาต่ำส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกควบคุมและผลิตแรงดันเอาต์พุตที่เป็นหลุมเป็นบ่อโดยไม่มีการควบคุม:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

แทนทาลัมยังไม่มีความอดทนต่อแรงดันย้อนกลับดังนั้นถ้าคุณใช้แรงดันย้อนกลับก็จะปรากฏขึ้น

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่คุณจะสวมหมวกและระเบิดออก คุณสามารถแทนที่พวกเขาด้วยตัวเก็บประจุที่ได้รับคะแนนสูงกว่า - ฉันจะใช้แรงดัน 35 โวลต์ถ้าคุณต้องการจ่าย 15.1V Desoldering และ desoldering ตัวเก็บประจุตัวเดียวนั้นค่อนข้างง่ายตราบใดที่แผ่นอิเล็กโทรดไม่ได้รับความเสียหาย ในความเป็นจริงคุณสามารถใช้อิเล็กโทรไลต์แบบตะกั่ว 10uF ปกติระหว่าง RAW และ GND แทน SMD ได้

แก้ไข:อย่างไรก็ตามการดูแผ่นข้อมูลสำหรับตัวควบคุมมันไม่ควรจะสำคัญว่า 10uF นั้นจะมีหรือไม่:

ควรวางตัวเก็บประจุ1μFจาก IN ถึง GND หากมีลวดมากกว่า 10 นิ้วระหว่างอินพุตและตัวเก็บประจุตัวกรอง ac หรือหากใช้แบตเตอรี่เป็นอินพุต

หน่วยงานกำกับดูแลบางอย่างต้องใช้ตัวเก็บประจุอินพุตกับคนอื่น ๆ ก็จะแนะนำให้เลือก ดูเหมือนว่าจะแนะนำให้เลือก ดังนั้นหากไม่สามารถใช้พลังงานจากภายนอกได้ในตอนนี้คุณอาจจะเป่าตัวควบคุมด้วยเช่นกัน

แม้ว่าบอร์ดโคลนจะใช้ตัวควบคุม SMD ที่แตกต่างกันลักษณะของมันก็คล้ายกันมาก ตามที่ระบุไว้บางคนต้องการตัวเก็บประจุบนอินพุตเพื่อทำงานดังนั้นการแทนที่อาจแก้ไขได้

มีการพิจารณาเพิ่มเติมว่าการลดลงจาก 15.1V เป็น 3.3V ในตัวควบคุม SMD ไม่ใช่ความคิดที่ดี คุณจะต้องเผาผลาญพลังงานจำนวนมาก

MC5205 สามารถกระจาย 455mW ด้วยการปล่อย PCB น้อยที่สุด (ซึ่ง Pro Mini มี) ด้วยสภาพแวดล้อม 25 ° C:

ความร้อน

ดังนั้นเรารู้พลังงานสูงสุดที่เราสามารถกระจายได้และเรารู้ว่าแรงดันตก - เราสามารถคำนวณกระแส:

P = (Vin - Vout) * I

0.455 / (15.1 - 3.3) = I

I = 38.5mA

มันไม่ได้เป็นอย่างนั้น คุณอาจต้องการพิจารณาออกจากบอร์ดและอาจใช้ตัวควบคุมการสลับแทนตัวควบคุมเชิงเส้น

ฉันยังทราบ PS ของคุณ:

กราวด์ของ 12V PSU นั้นใช้ร่วมกับหมุดกราวด์ Arduino ไม่แน่ใจว่านี่อาจเป็นสาเหตุหรือไม่

หากพวกเขาไม่ได้แชร์จะไม่มีทางที่มันจะทำงานได้ พวกเขาจำเป็นต้องใช้ร่วมกันมิฉะนั้น Vcc จากแหล่งจ่ายไฟไม่ได้อ้างถึงอะไรและอาจไม่มีอยู่ด้วย


คำตอบที่มีรายละเอียดยอดเยี่ยม! psu ที่ฉันใช้อาจมีแรงดันไฟฟ้าสูงสุดสูงกว่าได้ดี แหล่งจ่ายไฟสลับอาจมีปัญหานี้ด้วยหรือไม่ ตัวเก็บประจุที่เสียหายมี "a104C" เขียนไว้และ "3A052" ด้านล่าง ไม่แน่ใจว่ามันหมายถึงอะไร แผ่นอิเล็กโทรดดูดีเมื่อฉันติดต่อขา RAW เพียงไม่ถึงครึ่งวินาที ฉันจะพยายามบัดกรีตัวเก็บประจุ 35V ปกติเมื่อหัวแร้งของฉันมาถึง ฉันว่าฝาใหญ่กว่าก็โอเคไหม
DominicM

แทนทาลัมที่เป่าได้น่าจะส่งผลให้เกิดความเสียหายมากกว่าเพียงแค่ตัวเก็บประจุแบบเป่า (เช่น, พูด, PCB ที่ไหม้เกรียม)
Ignacio Vazquez-Abrams

ฉันเห็นความเสียหายของตัวเก็บประจุเท่านั้นไม่มีเครื่องหมายบน PCB เลย ด้านบนของฝามีรูและโลหะที่สัมผัสบางส่วนอยู่ข้างในมีรอยไหม้สีดำอยู่ด้านข้าง แต่นั่นคือทั้งหมด ฉันสัมผัสผู้ติดต่อในช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้นนั่นอาจเป็นสาเหตุ
DominicM

ฉันได้ทำการแทนทาลัมอย่างแน่นอนและความเสียหายนั้น จำกัด อยู่ที่หมวกและการแผดเผาเล็กน้อย
Cybergibbons

@Cybergibbons ฉันได้เสียบอะแดปเตอร์ไฟฟ้าก่อนที่จะเชื่อมต่อกับ Arduino ซึ่งไม่ได้ออกกฎว่าแรงดันเริ่มต้นเป็นสาเหตุ? ฉันเปลี่ยนอุปกรณ์สิ้นเปลือง แต่ไม่แน่ใจว่าพวกเขามีแนวโน้มที่จะมีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าที่กำหนดหรือไม่ .. ?
DominicM

3

ส่วนประกอบที่ระเบิดในระหว่างการทดสอบของคุณคือตัวเก็บประจุ

ตามตำแหน่งบนกระดานที่คุณพูดถึงมันเป็นหนึ่งใน 2 ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่ใช้ทั้งสองด้านของตัวควบคุม 3.3V (ฉันจะบอกว่านั่นอาจเป็นตัวเก็บประจุต้นน้ำ)

มีสาเหตุบางประการที่ตัวเก็บประจุอาจระเบิด :

  • ใช้แรงดันกลับหัวกับมัน (ตัวเก็บประจุขั้วเท่านั้น)
  • ใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าระดับของมัน
  • ใช้กระแสสูงกว่าการจัดอันดับ

สถานการณ์ของคุณน่าจะเป็นอันดับ 2: แรงดันไฟฟ้าสูงเกินไป

ตามแผนงานดั้งเดิมของ Sparkfun ตัวเก็บประจุนี้จะต้องมีขั้วที่มีความจุ 10uF น่าเสียดายที่แผนงานไม่ได้กล่าวถึงแรงดันไฟฟ้าสูงสุด

ตามข้อกำหนดของบอร์ดต้นฉบับแรงดันสูงสุดสำหรับฝานี้ควรเป็นอย่างน้อย 12V แต่ไม่มีการรับประกันว่ามันจะสูงกว่า 12V ดังนั้นคุณต้องพิจารณา12V เป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ใช้ได้กับบอร์ดของคุณ (บนหมุด RAW)

นอกจากนี้คุณได้กล่าวว่าคุณกำลังใช้โคลนจีนราคาถูกมันเป็นไปได้อย่างสมบูรณ์แบบ (แม้ว่าจะไม่ได้คาดหวังเพราะมันจะทำให้บอร์ดทำงานแตกต่างจากสเปคดั้งเดิม) ว่าอันนี้ใช้ฝาแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า (เช่น 10V) ถูกกว่านิดหน่อย

หากคุณต้องการนำ 12V PSU ของคุณกลับมาใช้ใหม่คุณจะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าขาออกไม่เกิน 12V เนื่องจากคุณมีตัวเลือกไม่กี่ตัวเลือกดังนี้:

  • ใช้ตัวแบ่งแรงดันที่ทำจากตัวต้านทาน 2 ตัว: ก่อนอื่นคุณต้องรู้ค่าเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของ PSU ของคุณก่อนแล้วจึงคำนวณค่าความต้านทานเพื่อรับ 12V ตามแรงดันไฟฟ้าสูงสุดนั้น ง่ายมาก แต่ก็สามารถสิ้นเปลืองพลังงานได้มาก
  • ใช้ไดโอด 12V Zenerนอก PSU ของคุณ
  • ใช้วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า 12V หลังจาก PSU ของคุณนั่นเป็นวงจรที่ปลอดภัยที่สุด แต่ก็เป็นวิธีที่แพงที่สุด

แก้ไข:

แน่นอนว่าถ้าคุณทำไปแล้วและติดตั้งแล้วคุณสามารถหาตัวแทนที่ตัวเก็บประจุที่ระเบิดและซื้อแรงดันสูงกว่าได้ ที่จะต้องติดตั้งอุปกรณ์บัดกรี / desoldering ที่ใช้งานได้ดีสำหรับส่วนประกอบที่ติดตั้งบนพื้นผิว


หรือเปลี่ยนชิ้นส่วนแรงดันไฟฟ้าต่ำด้วยชิ้นส่วนที่ได้รับคะแนนสูงกว่า
Ignacio Vazquez-Abrams

ใช่แน่นอน แต่เกี่ยวข้องกับบบบบบ desoldering ซึ่งไม่ใช่สิ่งที่ทุกคนสามารถทำได้
jfpoilpret

@ Ignacio-Vazquez-Abrams ฉันได้แก้ไขคำตอบของคุณเพื่อรวมข้อเสนอแนะของคุณขอบคุณ
jfpoilpret

ฉันมีตัวเก็บประจุเพียงไม่กี่ตัวเพียงแค่รอหัวแร้ง hakko ของฉันให้งอกเงยเนื่องจากเอล cheapo ของฉันแตกหัก ... ฉันสามารถใช้ตัวเก็บประจุแบบ smd ใด ๆ ที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าที่ 35V หรือไม่?
DominicM

แคปแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าก็โอเคตราบใดที่ค่าความจุเท่าเดิม คุณสามารถไปและถอดฝาครอบ SMD (จำเป็นต้องเปลี่ยนเพียงอันเดียวเท่านั้น) และบัดกรีหมวก "ปกติ" แทน แต่ระวังกางเกงขาสั้นเนื่องจากโอกาสในการขายนั้นใหญ่กว่ามาก!
jfpoilpret
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.