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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Arduino Stromversorgung allgemeine Frage


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Autor: Rudi M. (ykabel)
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aus Interesse und mangels eigener Erfahrung:

ist es den Arduinos (alle Modelle) bei Spannungsversorgung mit 5 Volt 
eigentlich egal, ob die 5 Volt von einem geregelten Labornetzteil oder 
aus einem Schaltnetzteil kommen? Was sind die Kriterien?

Meine Frage bezieht sich hinsichtlich Störungen bzw. sicherem 
Programmablauf.

Rudi

Autor: Wolfgang (Gast)
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Rudi M. schrieb:
> ist es den Arduinos (alle Modelle) bei Spannungsversorgung mit 5 Volt
> eigentlich egal, ob die 5 Volt von einem geregelten Labornetzteil oder
> aus einem Schaltnetzteil kommen?

Schaltnetzteile sind i.A. auch geregelt.

Autor: Falk B. (falk)
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Rudi M. schrieb:
> aus Interesse und mangels eigener Erfahrung:
>
> ist es den Arduinos (alle Modelle) bei Spannungsversorgung mit 5 Volt
> eigentlich egal, ob die 5 Volt von einem geregelten Labornetzteil oder
> aus einem Schaltnetzteil kommen?

Ist für die rein digitale Funktion egal. Schaltnetzteile haben zwar 
deutlich mehr Rauschen und hochfrequenten Ripple, aber viel mehr als 
100mV sollten selbst die reudigsten Gurken nicht ausspucken. Wenn doch, 
dann wegschmeißen.

> Was sind die Kriterien?

Wenn man auch den AD-Wandler benutzen will oder per PWM genaue, 
rauscharme Signale generieren will, sollte die Versorgungsspannung 
sauber sein. Schaltregler sind da eher im Nachteil. Ein paar gute 
schaffen es vielleicht, die meisten eher nicht. Kommt aber auch auf die 
Ansprüche an.

> Meine Frage bezieht sich hinsichtlich Störungen bzw. sicherem
> Programmablauf.

Da sollte nix anbrennen, 100mV Ripple auf der Versorgungsspannung dürfen 
einen Digital-IC nicht zu Fehlfunktionen verleiten.

Autor: Rudi M. (ykabel)
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danke für eure Antworten.

Also wäre ein Netzteil (bei Reichelt) mit diesen Werten zur Versorgung 
mehrerer Arduinos auf einer Modellbahn kein Problem?

    Leistung    50 W
    Spannung    5 V
    Strom       10 A
    Eingangsspannung    85 - 264 VAC
    Eingangsspannung    120 - 373 VDC
    Wirkungsgrad        83 %
    Einschaltstrom      45 A
    Restwelligkeit      80 mV

Rudi

Autor: Timo N. (tnn85)
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Wieviele Arduinos denn?

Selbst 5V/3A reicht für ca. 10 Arduinos (je nachdem was du da noch dran 
hast).
10A brauchst du eigentlich nicht, zumal du bei Teillast nen schlechten 
Wirkungsgrad hast (falls das relevant ist)

Wenn du den Vin-Eingang des Arduinos verwendest, dann regelt der auf dem 
Arduino enthaltene lineare Spannungsregler die 5V genauer ein. Dafür 
müsste dein NT aber mehr als ca. 6,3V liefern.

: Bearbeitet durch User
Autor: Jemand (Gast)
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Hallo

Sehr wahrscheinlich nicht.
Die Spannung wird stabil sein (typische Daten für ein modernes 
Schaltnetzteil).
Welche Aruinoboards (Nebenbei: Clones egal welches Arduinoboard sind 
immer deutlich preiswerter und zu über 99% genauso gut, ein einzelnes 
leider sehr teureres Originales ist fair gegenüber den System Arduino 
mehr aber auch nicht) verwendest du genau?
Eine separate jeweils einzelne Absicherung und auch eine gemeinsame 
möglichst nah am Netzteil ist sinnvoll bis absolut notwendig - da 10A 
schon allerhand anrichten können - bei der "typischen" Wandwarze wird im 
Fehlerfall meist nur der bordinterne Spannungsregler gehimmelt bzw. 
erfüllt die Thermosicherung PTC ihre Funktion die aber nicht bei allen 
Boards, wie auch der sperate Spnnungsregler, mit drauf ist. Bei 
möglichen 10A (je nach Konzept des Schaltnetzteil für einige 100ms auch 
deutlich mehr) sieht es aber eventuell schon anders aus - außerdem wirst 
du ja die 5V nicht mehr am "normalen" Eingang einspeisen können (wegen 
des Spannungsreglers der mindestens 7V benötigt um saubere 5V 
herauszugeben) sondern am direkten 5V Eingang der bei den meisten 
(allen?) Arduinoboards nicht weiter abgesichert ist (kein PTC usw.)

Nebenbei wenn du nur die Arduinos ohne viel weitere 5V Lasten betreiben 
möchtest würde ich ein Netzteil wählen was weniger Leistung bietet - die 
schon nicht besonders hohen 83% Wirkungsgrad gelten nahe der Volllast - 
im Teilastbetrieb, vor allem bei relativ sehr kleinen Leistungen bzw. 
Strömen sinkt der Wirkungsgrad deutlich ab.
Das wird besonders dann interessant wenn das Netzteil dauernd am Netz 
bleibt - was ja bei einer größeren "echten" ;-) Modellbahn durchaus 
nicht so selten gelebte (schlechte) Praxis ist.

Jemand

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Zudem ist zu beachten, das so ein Netzteil gern mal eine Mindestlast 
braucht...

Timo N. schrieb:
> Wenn du den Vin-Eingang des Arduinos verwendest, dann regelt der auf dem
> Arduino enthaltene lineare Spannungsregler die 5V genauer ein.

Da muss man dann aber aufpassen, das der Regler nicht überlastet wird, 
je nach dem was die IOs machen.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Jens M. schrieb:
> Zudem ist zu beachten, das so ein Netzteil gern mal eine Mindestlast
> braucht...
Normalerweise nie. Auf jeden Fall noch keines, dass ich die letzten 
Jahre kaufen und vermessen konnte. Und das waren locker 4 Dutzend 
unterschiedliche Industrienetzteile. Letzthin hatte ich 10 aus der Liga 
2x4" von verschiedenen Herstellern auf dem Tisch und im Klimaschrank.

Es ist einfach nur so, dass die Datenblattangaben zum Ripple, 
Wirkungsgrad, usw. auf den angegebenen Lastbereich beschränkt sind. 
Natürlich hat ein z.B. ein 500W-Netzteil, das nur 10mW an eine LED 
abgibt, einen lausigen Wirkungsgrad, der nicht im Datenblatt auftauchen 
wird.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Rudi M. (ykabel)
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nochmals danke für die erklärenden Antworten.

Die Frage kam bei mir deshalb auf, weil ich noch ein stabilisiertes 
5Volt/3Amp. Netzteil aus 74xxx-Zeiten besitze. War mal ein Bausatz von 
Völkner, mit LM723 und BDX54.
Das ist allerdings recht gross, riesiger Alu-Kühlkörper und getrennter 
Netztrafo. Liefert aber saubere 5 Volt.
Da sind die kompakten Schaltnetzteile im "Lochgehäuse" eben wesentlich 
kleiner.

Jetzt schau ich mal, wie ich mit dem Platz hinkomme. Wenn es klappt, 
werde ich wohl das vorhandene Netzteil verwenden.

Dass ich die 5Volt an den Arduinos dann direkt an 5V und GND einspeisen 
muss ist mir klar.

Rudi

: Bearbeitet durch User
Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Ich komme meistens ganz gut mit alten Smartphone-Netzteilen aus.

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Lothar M. schrieb:
>> Zudem ist zu beachten, das so ein Netzteil gern mal eine Mindestlast
>> braucht...
> Normalerweise nie.

Dabei war gerade eben erst hier im Forum jemand, der mit hängen und 
würgen ein Netzteil für den RPi suchte und da stand 0,4A min. load im 
Datenblatt.

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Einige meiner Smartphone-Netzteile liefern knapp über 6V im Leerlauf. 
Aber wenn eine kleine Last dranhängt (z.B. 220Ω) dann sind es 5V. Muss 
man einfach vorher ausmessen und sich dann dementsprechend verhalten.

Autor: my2ct (Gast)
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Rudi M. schrieb:
> Dass ich die 5Volt an den Arduinos dann direkt an 5V und GND einspeisen
> muss ist mir klar.

Wenn die 5V/10A auch als 5V beim Verbraucher ankommen sollen, brauchst 
du passende Kabel Querschnitte.
Bei längeren Kabelwegen kannst du besser mit erheblich höherer Spannung 
auf die Leitung gehen und beim Verbraucher einen kleinen DC/DC-Wandler 
für 70ct einbauen, der direkt die 5V für einen oder mehrere deiner 
Arduinos bereit stellt.

Autor: Rudi M. (ykabel)
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das ist auch eine gute Idee, zumal ich einige Universal-Trafos mit 
verschiedenen Spannungen und Leistungen hier habe.

Eine "Hauptleitung" dann mit z.B. 12 Volt DC und vor den Arduinos so 
einen kleinen Wandler mit 5 Volt schalten.

Rudi

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Von 12 runter auf 5V kommen die meisten Arduino Module schon alleine - 
wenn du sie nicht allzu sehr (extern) belastest.

Autor: Rudi M. (ykabel)
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z.B.NANO   mit 10 LEDs

irgendwo habe ich gelesen, die Arduinos an der Steckbuchse möglichst 
nicht über 9 Volt füttern, deshalb würde ich die Versorgung mit 5Volt 
bevorzugen.

Rudi

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Rudi M. schrieb:
> nicht über 9 Volt füttern, deshalb würde ich die Versorgung mit 5Volt
> bevorzugen.

Bei 10 LED's mit (bis zu) 20mA scheint mir das vernünftig.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Rudi M. schrieb:
> Eine "Hauptleitung" dann mit z.B. 12 Volt DC und vor den Arduinos so
> einen kleinen Wandler mit 5 Volt schalten.

Nicht so zaghaft. Warum nicht mehr, z. B. Input bis
23V: Ebay-Artikel Nr. 201073184176
24V: Ebay-Artikel Nr. 201986971015
28V: Ebay-Artikel Nr. 401062714289
40V: Ebay-Artikel Nr. 201540541075

Das muss man natürlich nicht voll ausreizen, aber mehr als 12V darf's 
schon sein, um die Leitungsverluste zu reduzieren.

Autor: Frank W. (bitschaufel)
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Hallo,

wenn mich nicht alles täuscht gehen bei den Arduinos die 5 Volt nur über 
den USB-Anschluss. Wird der Arduino über die Hohlbuchse mit Spannung 
versorgt, so muss diese höher sein.
Beim UNO sind das mind. 7,5 Volt, empfohlen werden 9-12 Volt - damit der 
Regler auf dem Bord auch was zum Regeln hat -, als Maximum sind, wenn 
ich nicht irre 20 Volt angegeben.
Allerdings nur beim originalen Italiener. China Nachbauten rauchen unter 
Umständen schon bei knapp über 12 Volt ab.


Ich würde auch empfehlen, dass Datenblatt des Controllers zu studieren. 
10 LED mit 20 mA treiben zu wollen geht mit Sicherheit nicht, selbst 
wenn jeder Port für sich mit 20 mA belastbar ist. In Summe ist die 
maximale Strombelastbarkeit geringer.

Zur Ausgangsfrage, wird der Arduino über die Hohlbuchse betrieben, ist 
die Art der Spannungsquelle völlig wurscht, da dieser einen 
Spannungsregler integriert hat. Über USB versorgt, gibt es doch 
eigentlich eh nur Schaltnetzteile?


Frank

Autor: Rudi M. (ykabel)
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Frank W. schrieb:
> wenn mich nicht alles täuscht gehen bei den Arduinos die 5 Volt nur über
> den USB-Anschluss

meines Wissens können 5 Volt direkt an +5V  und  GND  eingespeist 
werden. Dann dürfen es aber keinesfalls mehr sein

Autor: Manfred (Gast)
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Rudi M. schrieb:
> z.B.NANO   mit 10 LEDs
>
> irgendwo habe ich gelesen, die Arduinos an der Steckbuchse möglichst
> nicht über 9 Volt füttern, deshalb würde ich die Versorgung mit 5Volt
> bevorzugen.

Das macht Sinn, da die Differenzspannung mal Strom die Verlustleistung 
in dem Reglerchen des Nano ergibt. Irgendwann geht der AMS1117-50 
thermisch durch.

Rechne oder messe mal, wieviel Strom Du tatsächlich benötigst.

Bei zehn aktuellen LEDs als Kontrollampe zu je 1 mA würde ich mich noch 
auf 12 V trauen, bei je 5 oder 10 mA ganz sicher nicht mehr.

In einer Anwendung mit einer stark schwankenden Trafoversorgung habe ich 
ein China-Schaltreglermodul der 30cent-Klasse auf 6,7 Volt gestellt, das 
genügt dem Nano, seine 5 V stabil zu erzeugen.

Generell versorge ich aus dem Arduino-Regler keine Peripheriebaugruppen. 
Meint also, wenn da noch ein D/A-Wandler, ein paar ADC oder gar ein 
Ethernet dran sind, beschaffe ich mir extern stabile 5 Volt.

Autor: Timo N. (tnn85)
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Die meisten Arduinos haben 5V, 800mA LowDropOut Regler an Board. Das 
sollte reichen. Die haben zwar keinen Kühlkörper, aber dann sollte man 
eben auch die Eingangsspannung nicht zu hoch ansetzen.

Dropout-Voltage ist bei den Reglern ca. 1V. Es sollte also Versorgung ab 
6V über Vin möglich sein, besser wäre etwas mehr.
20V ist die maximale Eingangsspanung für die Linearregler. D.h. aber 
nicht, dass sie dabei noch wirklich Strom liefern können, ohne 
durchzubrennen.

Wenn man nur ein paar Milliampere an den Arduinos braucht, dann sind 12V 
Versorgung über Vin noch ok. Den laut Datenblatt des ATmega328p höchsten 
Strom in/aus Vcc/GND von insgesamt 200mA sollte man nicht dauerhaft vom 
LDO abverlangen, wenn er mit 12V betrieben wird.

Autor: Manfred (Gast)
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Frank W. schrieb:
> wenn mich nicht alles täuscht gehen bei den Arduinos die 5 Volt nur über
> den USB-Anschluss. Wird der Arduino über die Hohlbuchse mit Spannung
> versorgt, so muss diese höher sein.

Jeder Arduino hat einen 5V-Anschluss auf seinen Pins und kann über 
diese versorgt werden. Der übliche A*1117-50 hat kein Problem mit 
'Rückenwind'.

Der Nano hat keine Hohlbuchse.

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