В различных живописаниях проектов на Arduino вскользь или вообще никак не освещается тема питания всей конструкции. За исключением, может быть, самых простых, где питание просто берется с разъемов платы Arduino и никто не парится. У продвинутых электронщиков процесс налажен давно и тоже никто не парится, делая упор на самом устройстве. Поэтому для тех, кто не электронщик по основному виду деятельности, но технарь, и предназначен этот пост.

Для наглядности разберем реальную ситуацию. О самом проекте будет серия постов, а сегодня — только про питание.

Итак, имеем 4 мотора постоянного тока (DC), сервопривод, саму плату Arduino и несколько датчиков. Моторы самые прожорливые, а вот датчики могут успешно запитываться  с разъемов самой платы Arduino, поэтому с ними все просто. Для удобства я свел всё хозяйство в одну таблицу.

Напряжение рекомендован-
ное или типовое.

Потребляемый
ток
Максималь-
ное напряже-
ние
Чем планируется питать Примечания
Плата Arduino UNO R3 7 — 12
200mA (среднее)
6 — 20 «Крона 9V»
Li-ion 650mAh, 8.4V
Разъем с плюсом в центре
Сервомотор MG-995 5—6 V
0.1 — 0.3A (пиковое)
 4.8 — 7.2 аккумуляторы
(5) шт. Ni-Mh 1.2V = 6V
Питание только от отдельного источника. Если запитать вместе с Arduino, то будет глючить всё.
Напряжения Ni-Mh  аккумуляторов 4шт. * 1.2В = 4.8V не хватает.
Некоторые утверждают, что данную серву не стоит использовать на 6 вольтах только 4,8
DC двигатели (4 шт.) 6 — 8
ток от 70mA до 250mA
 3 — 12 аккумуляторы
(5+3) шт. Ni-Mh 1.2V = 9.6V
Вы не сможете нормально запустить двигатели от 9В батареи, так что даже не тратьте время (и батареи)!  Используйте больше свинцово кислотных или NiMH аккумуляторов.
Motor Drive Shield L293D  не требуется  4.5 — 36 не требуется
Модуль Bluetooth HC-0506 3.3 V
50 mA
1.8—3.6 С пина 3.3V платы Arduino
Ультразвуковой измеритель расстояния HC-SR04 5 V
2 mA
5 С пина 5V платы Arduino
Читать ещё :   Arduino обновляет облачную платформу, поддерживает Linux-устройства

Плата Arduino потребляет небольшой ток, поэтому небольшой  Ni-Mh или Li-ion аккумулятор форм-фактора «Крона» здесь будет уместен из-за своей компактности, просто у меня уже был Li-ion поэтому он здесь.

А вот от использования Li-ion аккумуляторов большой емкости я отказался. Во-первых, из-за высокой стоимости, во-вторых в китайских интернет-шопах легко нарваться на подделку. Точнее не «легко», а «всегда». Кроме этого Li-ion требует особого обращения, и он не безопасен. Да и срок службы литий-ионных аккумуляторов оставляет желать лучшего. В итоге сделал выбор в пользу Ni-MH фирм Sanyo и Panasonic на емкость 2700mAh. Единственный минус — долгая зарядка Ni-MH. Если не хотите долго, покупайте на 1800mAh.

Итак, как видим из таблицы, нам требуется 3 независимых источника питания:

  1. Для платы Arduino и датчиков.
  2. Для сервомотора.
  3. Для 4-х DC моторов.

Где ж столько набрать? Саму плату Arduino в любом случае надо питать от отдельного источника, т.к. при «проседании» напряжения, например от включения моторов, плата может перезагружаться или просто глючить. Здесь применяем аккумулятор форм-фактора «Крона 9В», причем разъем который будет подключаться к Arduino должен быть с «плюсом в центре».

Для сервомотора и 4-х DC моторов можно обойтись одним источником питания. Проблема только в том, что сервомотор рассчитан на напряжение 5-6В (максимум 7.2В) и ток 100 — 300мA (пиковое), а DC моторам требуется 6 — 8В (максимум 12В) и ток 250мА.

Для решения проблемы существуют DC-DC преобразователи, но у меня таких не оказалось. В итоге я применил следующую схему соединения.

Я подключил 8 шт. аккумуляторов на 1.2V последовательно и сделал отводы в нужных местах, как показано на схеме.

Схема питания

Схема питания

6В пошло на сервомотор, а 9.6 на DC моторы. Понятно, что аккумуляторы 1—5 будут испытывать повышенную нагрузку.

Читать ещё :   Arduino обновляет облачную платформу, поддерживает Linux-устройства

Вообще говоря, вот вам схема электро-питания на все случаи жизни с Arduino. Безо всяких понижающих (точнее уничтожающих энергию) электронных схем, только экологически чистые напряжение и ток!

Самое правильное питание для Arduino

Самое правильное питание для Arduino

Ну вот и все про питание.

Забегая вперед, скажу, что для управления серво и DC моторами я использовал 4-х канальный Motor Drive Shield на базе микросхемы L293D, но об этом подробно в следующий раз.

Arduino. Полная инструкция по сборке 4-х колесного машины-робота RoboCar4W.