Як може бути недостатньо струму?

Я новачок у світі Arduino. У мене є питання щодо поточного, що Arduino виходи над своїм 5V порт. Чому струм в Arduino занадто слабкий для поточної голодної схеми, коли єдина річ, яка змінює це рівняння V = IR - це сам струм.

Наприклад, напруга в Arduino обмежується 5 вольтами. Припускаючи, що опір струму залишається тим же самим, не повинен течія також збільшити (після закону Ома) над його 5V порт? Більш конкретно, я говорю про харчування ESP8266 з Arduino.

1
Коли я перераховую свій Arduino за допомогою USB, я бачу наступне: MaxPower 100mA - тому він запитує лише 100 мА з порту USB. Чи можете ви пояснити, що ви маєте на увазі: Припускаючи, що опір поточного залишається тим же ...
додано Автор Nick Gammon, джерело
Чому струм в arduino занадто слабкий для поточної голодної схеми ... в першу чергу немає "струму в Arduino".
додано Автор Nick Gammon, джерело
Ви говорите про штирях мікроконтролерів або 5V точки живлення, причина, чому пізніше буде обмежена б через тип регулятора не призначений для поточних голодних додатків.
додано Автор RSM, джерело

2 Відповіді

Проблема не в тому, що "не вистачає струму", а що ви не можете розсіяти достатньо енергії.

Припустимо, ви підключаєте плату до зовнішнього джерела живлення 12В. Тепер, 5V отримуються з 12V з резистивного регулятора: це означає, що регулятор (див. це зображення , якщо ви зацікавлені в тому, щоб знати, який компонент він є) просто поводиться як змінний резистор, розсіюючи надмірну потужність. Тепер, припустимо, ви хочете намалювати 4A з 5V залізниці, оскільки ви хочете включити багато світлодіодів та інше. Оскільки P = VI, регулятор (що дуже мало компонент) повинен розсіювати (12V-5V) * 4A = майже 30W. Це означає, що він стає маленьким нагрівачем і .. Puff! вона розривається.

Тепер 4А є дійсно високим струмом, але цей регулятор може витримувати дуже мало енергії. Згідно з даними та оцінкою 1cm x 2cm нагріваючий під це, ми можемо оцінити 25 K/W термічний опір, котрий означає, що кожний watt ви розсіюєте підвищує внутрішню температуру 25k (= 25 ° C). Ви не можете вийти за межі 150 ° C, не завдаючи шкоди компоненту, а це означає, що якщо ваша кімната знаходиться на 25 ° C, ви можете розігнати AT MOST 5W. На практиці ніколи не виходити за межі 3W. У будь-якому випадку навіть 5W означає, що, при 12V, ви не можете отримати більше 5W/7V = 0.7A.

До речі, регулятор має рейтинг 0.8A, тому ви ніколи не повинні виходити за межі цього значення.

Тепер це був зовнішній регулятор. Що стосується USB, ви не можете отримати більше 500mA від цього джерела живлення. Це написано в специфікації. З цієї причини запобіжник на 500 мА знаходиться на цій залізниці, тому виїзд за межі 500 мА завдасть удару, перериваючи вашу силу. Ну, це запобіжник, що самовоспалюється, і через деякий час (можливо, годин?) Він знову спрацює, але .. Не намагайтеся.

Зрештою, цифровий контакт струму. Таблиця atmega говорить, що

  1. Абсолютний максимальний струм для кожного вводу/виводу - 40,0 мА
  2. Абсолютний максимальний струм у контактах VCC та GND становить 200.0mA

Це означає, що з кожного висновку можна отримати не більше 40 мА (але я пропоную вам ніколи не виходити за рамки 20 мА), а сума всіх струмів (і внутрішніх периферійних пристроїв) ніколи не повинна перевищувати 200 мА. Так що якщо вам потрібно живити 2 світлодіоди, ви можете надати кожному з них 20мА, якщо вам потрібно живити 15 з них ви не можете (ви обмежені, скажімо, 10мА). Якщо вам потрібно більше, використовуйте транзистори для розділення поточних шляхів.

5
додано
Більш ніж ймовірно, причина для безпечних/абсолютних меж 20ma/40ma на кожний контакт не є поточним відсіком, але, як стверджує ваше перше речення, неможливість розсіяти достатньо енергії - зокрема, тепло - перевищувати їх без можливого пошкодження. Вони, ймовірно, би пройдуть більше 40м, коротко, але не зможуть, роблячи це.
додано Автор caryden, джерело
Обмеження на кожен штифт, звичайно, пов'язані з тепловою конструкцією IC. Ймовірно, через діаметр дроту, або ширину СК-слідів, або паразитний резистор, або ... Як би там не було, Atmel характеризував ІМС і заявив, що ви не повинні перевищувати його, інакше ви можете його пошкодити. Звичайно, може отримати 10A для 1ps може залишити вас з здоровим IC, але .. Гей, немає гарантії;)
додано Автор Tom Collins, джерело
@ Steven добре, якщо приєднати базу NPN до виходу arduino через резистор (як правило, в діапазоні 10k-47k), емітер до землі і навантаження на колектор ви просто розділили два шляхи струму, оскільки зараз навантаження розряджається NPN замість arduino. Таким чином .. використання NPN як перемикач насправді "відокремлює" їх. Особисто я вважаю за краще nMOS замість NPN (і pMOS замість PNP), тому що вони ведуть себе більш "ідеально" на мій погляд;)
додано Автор Tom Collins, джерело
Не могли б ви пояснити, як ви б використовувати транзистор для розділення поточного шляху? Я перевірив деякі речі з PNP і NPN транзисторів, але я не знаю, ви могли б використовувати, щоб відокремити поточний шлях. Я просто використовував їх як логічні ворота.
додано Автор Justin Stenning, джерело

Дуже проста відповідь: Arduino обмежується абсолютною 40mA на штифт, тому що в межах контролера чіпа (ATMega328 зазвичай) шлях струму слід дуже мало. Більше струму може зруйнувати крихітні транзистори в чіпі. У найкращому випадку, ви спалюєте, що контактний.

Якщо у вас є проблема, яка вимагає більше 40mA (і дійсно, як інші плакати вказують, 20mA!) Ви повинні використовувати транзистор, MOSFET або реле контролюється Arduino, а не безпосередньо влади кінцевого пристрою.

1
додано