آموزش‌های کاربردیبایگانی مطالبپروژه‌های Arduino
مقاله جدید

با انواع روش‌های تامین برق برد آردوینو آشنا بشید

تا الان در پروژه‌های زیادی از بردهای آردوینو استفاده کردیم. بیشتر اوقات با درگاه USB، اون رو به برق وصل می‌کنیم. اما، به روش‌های دیگه هم می‌تونیم برق این بردها رو تأمین کنیم. در این مقاله، چهار روش تامین برق بردهای آردوینو UNO رو بهتون معرفی می‌کنیم. دانستن این تکنیک‌ها هنگام انجام پروژه‌ها وقتی که لازمه برق‌ رو به روش‌های دیگه‌ای لازم باشه تأمین کنین.

بهترین روش های تامین برق برد آردوینو


تأمین برق آردوینو از طریق USB

تأمین برق آردوینو از طریق USB

درگاه USB برد آردوینو UNO رو می‌شه به دستگاه USB یا پورتی مثل کامپیوتر، پاور بانک یا شارژر USB و غیره وصل کرد که خروجی 5V دارن. اگر هنگام دیباگ کردن، مجموع جریان مورد نیاز مدار کمتر از درگاه USB کامپیوتر باشه با استفاده از کابل USB دیگه به منبع برق خارجی نیاز نخواهید داشت. علاوه بر این، این درگاه رو می‌تونین به همراه تمامی پاور بانک‌های استاندارد استفاده کنین و اینجوری یک پروژه قابل حمل خواهید داشت. جریان درگاه USB 2.0 برابر با 500mA هست و جریانش بیشتر از چیزی هست که آردوینو UNO نیاز داره.

تأمین برق آردوینو از طریق USB

با توجه به مدل برد آردوینو نوع کانکتور USB هم فرق داره. برای مثال، آردوینو UNO کانکتور تایپ B داره و آردوینو nano کانکتور USB mini-B داره. در این جدول، انواع کانکتورهای USB رو به همراه بردهای آردوینو نشون دادیم.

انواع کانکتور های برد Arduino

در جدول زیر هم مقدار معمول ورودی‌های USB رو نشون دادیم.

ویژگی

مقدار

ولتاژ

5V
جریان

500mA  (مقدار معمول پورت USB)


جک برق آردوینو

جک برق آردوینو

آردوینو UNO و خیلی از بردهای بزرگ آردوینو به یک جک برق 2.1mm DC استاندارد مجهز هستن. برد آردوینو UNO از طریق این درگاه به ولتاژ 7-12V dec وصل می‌شه و تنظیم‌کننده داخلی ولتاژ، ولتاژ رو به 5 یا 3.3V کاهش می‌ده. پایه مرکزی مثبته و پایه خارجی به زمین وصل هست. با استفاده از تمامی آداپتورهای 12V AC-DC به همراه ولتاژ خروجی و کانکتور مناسب می‌تونین برق آردوینو رو تأمین کنین. این روش مناسب مواقعی هست که پروژتون پیوسته تحت کنترل نیست.

تامین برق Arduino از طریق باتری

علاوه بر این، برای تأمین برق آردوینو UNO می‌تونین به کمک یک کانکتور snap-in به همراه جک DC Barrel از باتری 9V استفاده کنین. اینجوری می‌تونین از آردوینو به عنوان یک دستگاه قابل حمل استفاده کنیم. با توجه به اینکه باتری‌های 9V ارزان هستن و همه جا یافت می‌شن، از این روش می‌تونین در پروژه‌هایی استفاده کنین که در مناطق دوردست اجرا می‌شن.

معرفی برد جدید Arduino UNO R4

مقدار معمول ورودی جک DC رو تو جدول زیر نشون دادیم.

ویژگی

مقدار

ولتاژ

7-12  (پیشنهادی)

جریان

800mA


استفاده از پایه Vin در برد آردوینو

استفاده از پایه Vin در برد آردوینو

با پایه Vin هم می‌تونین برق آردوینو رو تأمین کنین. پایه Vin از ورودی 7-12V پشتیبانی می‌کنه. این پایه مستقیماً به پایه مثبت کانکتور DC وصل شده. پایه Vin هم مثل کانکتور از تمامی نکات ایمنی داخلی (onboard) استفاده می‌کنه.

در جدول زیر می‌تونین مقدارهای معمول ورودی VIN رو مشاهده کنین.

ویژگی

مقدار

ولتاژ

7-12  (پیشنهادی)
جریان

800mA


تأمین مستقیم برق آردوینو از طریق پایه 5V

تأمین مستقیم برق آردوینو از طریق پایه 5V

از منبع 5V هم می‌تونین به صورت مستقیم برق آردوینو رو تأمین کنین. اما منبع 5V باید ثابت باشه و تنظیم شده باشه. پایه 5V متاسفانه تمامی نکات امنیتی برد مثل فیوز، حفاظت از قطب معکوس، انتخاب برق ورودی و تنظیم‌کننده‌های ولتاژ رو رعایت نمی‌کنه. به همین دلیل، اگر ورودی بیشتر از 5V باشه یا قطب معکوس بشه، برد آسیب می‌بینه. برای همین پیشنهاد می‌کنیم که در هنگام استفاده از این روش خیلی مراقب باشید. پایه 5V بین پایه‌های 3.3V و GND قرار داره.

ویژگی

مقدار

ولتاژ

5V

جریان

نامحدود


آیا تأمین همزمان برق آردوینو از طریق کابل 12V و USB امنه؟

شاید براتون سؤال پیش بیاد که اگه USB رو به پورت USB و منبع 12V رو به  طور همزمان به جک DC برد آردوینو وصل کنیم چه اتفاقی میفته. آیا این روش امنه؟ بله، امنه. برد آردوینو UNO طراحی هوشمندانه‌ای برای انتخاب ورودی برق داره. در قسمت پایین می‌تونین الگوی برق برد آردوینو UNO رو مشاهده کنین. وقتی یک منبع تغذیه به جک پاور DC وصل می‌شه، مدار مقایسه‌کننده Mosfet باعث خاموشی P-Channel می‌شه که در نهایت اتصال منبع USB از برد قطع خواهد شد. وقتی هیچ ورودی برق دیگه‌ای در دسترس نباشه Mosfet روشن می‌شه و برد برقش رو از USB می‌گیره.


چجوری می‌تونیم با باتری برق بردهای آردوینو رو تأمین کنیم؟

اگه نمی‌خواید پروژتون به برق اصلی وابسته باشه اگر در محدوده ولتاژ ورودی باشه و بتونه جریان کافی رو تأمین کنه می‌تونین مستقیماً یک باتری رو به جک DC یا پایه Vin وصل کنین. برای مثال، مستقیماً می‌تونین یک باتری 9V 6F22 رو از طریق جک پاور و با استفاده از یک کانکتور 2.1mm به آردوینو وصل کنین یا اون رو با استفاده از کابل جامپر به پایه Vin وصل کنین. این‌ موارد جزو روش‌های توصیه شده برای برق‌رسانی به آردوینو بود که باهم بررسی کردیم.


چجوری میشه برق بردهای آردوینو رو از طریق باتری لیتیومی 3.7V تأمین کرد؟

ممکنه با خودتون بگین چون درحال حاضر بیشتر قطعات الکترونیکی از باتری‌های Li-ino یا Li-Po استفاده می‌کنن، آیا میشه برق آردوینو رو با یک باتری 3.7 ولتی Li-Ion یا Li-Po تأمین کرد؟ آره، می‌شه. برد آردوینو فقط در صورتی کار می‌کنه که باتری 3.7V رو به اون وصل کنین. اما آیا این روش خوبیه؟ نه. بیشتر میکروکنترلرها با توجه به فرکانس کار ولتاژ کاری مخصوص به خودشون رو دارن. اگر بخواین یک برد آردوینو رو روی سلول 3.7V اجرا کنین بهتره فرکانس کلاک رو کاهش بدین تا سیلیکون کمتر آسیب ببینه و عمکلرد کاهش پیدا نکنه. اگر می‌خواین برق برد آردوینو رو از طریق میکروکنترلر Atmega328P مثل آردوینو UNO یا nano تأمین کنین، بهتره اون رو به جای 16Mhz با نرخ کلاک 8Mhz اجرا کنین که هم امن‌تره و هم فرکانس کلاک عادی این تراشه‌ها همین مقدار است. در بخش بعدی فرکانس ولتاژ ایمن برای ATMega328P رو نشون دادیم.

پروژه ساخت پنل لمسی هوشمند با آردوینو

برخی از بردها سوکتی برای باتری Li-Po دارن که از این نوع باتری پشتیبانی می‌کنه. برای مثال، بردهای MKR این قابلیت رو دارن. در این دسته از بردها، مستقیماً می‌تونین باتری 3.7 رو بدون نگرانی در مورد فرکانس کلاک متصل کنین.


آیا بردهای آردوینو می‌تونن با 3.3V کار کنن؟

بله. به لحاظ نظری، ATMega328P با 3.3V کار می‌کنه. اما، سرعت کلاکش رو باید کاهش بدیم. علاوه بر اون، تولیدکنندگان 3.3V پیشنهاد می‌دن که به جای 16MHZ بردهای آردوینو از 8MHz استفاده کنیم. در نمودارهای زیر، حداکثر فرکانس و منحنی VCC رو نشون دادیم.

حداکثر فرکانس و منحنی VCC

بنابراین، اگه می‌خواین آردوینو UNO رو روی 3.3V اجرا کنین، باید سرعت کلاکش رو کاهش بدین تا مشکلی در عملکردش به وجود نیاد.


تأمین برق آردوینو به کمک پنل خورشیدی

اگر ولتاژ و جریان خروجی درست باشن می‌تونین برق آردوینو رو از طریق پنل‌های خورشیدی هم تأمین کنین. در این خصوص توصیه شده باتری که از طریق پنل خورشیدی در حال شارژ شدن هست رو به آردوینو وصل کنید. بنابراین اگه در هنگام شب یا زمانی که نور خورشید کم باشه پروژه به کار خودش می‌تونه ادامه بده.

اتصال آردوینو به پنل خورشیدی

در این setup، ولتاژ پنل خودشیدی به ماژول شارژر میر‌ه و شارژر باتری رو شارژ می‌کنه. بعد باتری به کانکتور DC یا پایه Vin برد آردوینو وصل می‌شه. این Setup مناسب پروژه‌هایی هست که در محیط‌های دوردست انجام می‌شن که منبع برق ثابت نیست یا وجود نداره. برای مثال، این روش مناسب تأمین برق ایستگاه‌های نظارت شبانه روزی است.


بهترین روش برای تأمین برق آردوینو چیست؟

بهترین روش برای تأمین برق آردوینو استفاده از جک DC یا پایه Vin هست. بدین روش می‌تونیم از تمامی قابلیت‌های امنیتی داخلی بهره‌مند بشیم. اما بسته به موقعیت‌تون یا نیازهاتون ممکنه یک روش دیگه رو انتخاب کنین. برای مثال، اگر در پروژتون از سیستم‌های تنظیم‌کننده ولتاژ استفاده می‌شه می‌تونین از پایه 5V استفاده کنین. یا در پروژه‌ای که لازم به پشتیبان گرفتنه تا اگه برق قطع شد یا برق نبود از پنل خورشیدی و باتری و شارژر استفاده کنین.


PoE روشی پیشرفته برای برق‌رسانی به آردوینو

ممکنه شنیده باشین که با استفاده از PoE می‌شه برق آردوینو UNO رو تأمین کرد. بیشتر دستگاه‌های شبکه از PoE پشتیبانی می‌کنن که باعث میشه تمامی دستگاه‌های متصل به درگاه اترنت دیگه نیازی به یک منبع برق جداگانه نداشته باشن. برای استفاده از این قابلیت، از ماژول Arduino Ethernet Shield 2 POE استفاده می‌کنیم.

ماژول PoE:

ماژول PoE:

Arduino Ethernet Shield 2 POE:

Arduino Ethernet Shield 2 POE

بدین روش می‌تونین به طور مستقیم برق پروژه آردوینو رو از ethernet shieldهایی که از PoE پشتیبانی می‌کنن تأمین کنین.

معرفی بهترین شیلد های Arduino

این مقاله چطور بود ؟
+1
2
+1
1
+1
0
مشاهده بیشتر

محمد حسنی

حدود 3 سالی هست که در تیم سخت افزار سازان نام آور با اشتیاق به تولید محتوا مشغول هستم. علاقه شدیدی نسبت به طراحی، تحولات دنیای فناوری هوش مصنوعی و اینترنت اشیا دارم.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

دکمه بازگشت به بالا