Схема питания ардуино

[Skaf]

Добрый день.

Делаю устройство у которого может быть два источника питания, от USB и от батареи. Необходимо сделать какую-то схему защиты, чтобы при питании от батареи и подключенном USB не давала бы току батареи утекать в USB.

Пришла в голову мысль, что у Arduino как раз та же ситуация, есть USB и есть разъем для подключения батарейки. Стал изучать ее схему и честно говоря ничего не понял.

 В ардуино есть схемка на ОУ и P канальном полевике
на + ОУ подается напряжение с разъема питания через резисторный делитель на 2. А на - ОУ подается напряжение 3.3в, выход идет на полевик Р канальный.

я думал, что если подключают внешнее питание, то на выходе у ОУ высокий уровень напряжения, который закрывает P канальный транзистор, препятствуя попаданию внешнего напряжения в USB разъем. Но я провел эксперимент подаю напряжение на разъем внешнего питания ардуино и замеряю напряжение на USB (с отключенным кабелем) и оно там есть. Ничего не понимаю (

Зачем в ардуино эта схема и как она работает?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Vascom]

Если на "-" ОУ напряжение выше, чем на его "+", то на выходе будет "0". То есть транзистор открыт и внутренние 5В идут в USB порт.

В этой схеме, судя по всему, вообще не анализируется наличие напряжения в USB порту, а лишь внешним пином 3.3В управляется подавать туда свои 5В или нет.

Изменено 7 сентября, 2017 пользователем Vascom

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Skaf]

При каких условиях на - ОУ может быть напряжение выше, чем на +? Если схема питания от USB. Ведь на - подается поделенное на 2 напряжение внешнего источника. Если он не подключен, то на + ОУ 0 вольт. А на - идет напряжение 3.3В. Если схема работает, значит она питается и питается не от внешнего источника ) На выходе ОУ "0" и напряжение с USB питает схему.

 

А если подключается внешний источник, который по идее должен быть 9 вольт. То его напряжение уменьшается на диоде, потом делится на 2 и получается 3,9В, это больше, чем 3,3 и на выходе ОУ "1", который должен по идее закрыть транзистор, чтобы напряжение из USB Порта более не питало схему. Так ведь? Но почему эксперимент показывает, что напряжение на USB все-таки есть, если питается от внешного источника и кабель USB Не подключен.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Vascom]

А, точно. P-канальность ещё эта...

Изменено 7 сентября, 2017 пользователем Vascom

[Skaf]

Иными словами при питании от внешнего источника напряжение на порт USB все-таки попадает. Поэтому мне совершенно неясна цель данной схемы. Она присутствует в китайских клонах ардуины, а китайцы просто так ничего ставить не будут. Поэтому очень интересно зачем эта схема.

[Vascom]

Без нагрузки - да. Но как только там появится нагрузка, львиная доля напряжения упадёт на транзисторе.

[Yurkin2015]

10 минут назад, Skaf сказал:

при питании от внешнего источника

При питании от внешнего источника транзистор Q1 закрывается и отсекает порт USB от внутренней линии +5В.

[Skaf]

Может я что-то делаю не так, но я провел еще один эксперимент. Я припаял резистор на 51 ОМ непосредственно на ножки питания разъема USB. Данный резистор должен давать где=то 100 мА нагрузки. Подключил внешнее питание 9 вольт на разъем внешнего питания и померил напряжение на резисторе - 5 вольт и резистор 0,25Вт нехило нагрелся. Получается, что все-таки не отключается порт USB от внутренней линии 5в при подаче внешнего питания?

[Yurkin2015]

Ну, можно,  например, измерить напряжения на выводах транзистора при отключённом кабеле и сделать вывод об исправности схемы.

[Skaf]

Сделал замеры. Подключено внешнее питание 9в. USB кабель отключен.

На + ОУ 3,9в

на - ОУ 3,3в

на выходе ОУ 3,7в

На транзисторе на G 3.7, на D 5в, на S 5в.

Странно, может транзистор нерабочий..

Походе с транзистором все в порядке. Взял другую ардуину, оригинальную, на ней результат ровно такой же.

[Yurkin2015]

Ну, ясно, это надо было с самого начала предвидеть. Выход LM358 не дотягивает до питания +5В, получается зазор 1.3В. При таком остаточном "затвор-исток" напряжении  транзистор Si2301DS не может закрыться и легко пропустит пару сотен мА току.

Надо этот ОУ запитать от входного напряжения 9В, тогда выходное напряжение будет достаточным, и транзистор точно запрётся.

[Skaf]

Будем считать, что у китайцев ошибка в схеме. Потом попробую перерезать дорожку питания ОУ и подключить его к разъему внешнего источника. Ради любопытства.

Но передо мной стоит задача немного другая. У меня в схеме 2 источника питания, но оба 5вольт. Один источник USB, второй источник - другая плата с аккумуляторами и dc-dc стабилизатором на 5в. Кто нибудь может предложить схему, которая бы отключала USB от общего VCC в схеме, когда есть напряжение 5в от внешней схемы?

Иными словами, когда к устройству подключены аккумуляторы и USB одновременно, USB отключался бы от питания. И желательно без реле )

[Skaf]

Набросал в протеусе схемку, смоделировал. Вроде работает, что скажете?

[Yurkin2015]

13 минуты назад, Skaf сказал:

что скажете?

А так чем не устраивает?

[colorad]

1 час назад, Skaf сказал:

USB отключался бы от питания

Предлагаю такой алгоритм . USB подключен постоянно через диод шотки , его напряжение контролируется на 2, 3 или 4 выводе USB .

Когда оно пропадает  подключается ключ-стабилизатор аккумуляторов , когда оно есть ключ-стабилизатор от аккумуляторов закрыт .

[colorad]

пример