Tutti i modi per alimentare Arduino

Scrivo questo post che può sembrare banale, ma serve per fare un po' di chiarezza sui vari modi di alimentare Arduino, soprattutto nel caso vogliate realizzare un prodotto finito.
E' ora di ragionare un po' sulla potenza!




Capita spesso di avere dubbi sui vari modi per alimentare Arduino (da pc, da un alimentatore, con una batteria, etc.) e su come collegare la nostra fonte di energia alla nostra scheda (connettore, pin vin, pin 5V) quindi cercherò di mettere un po' di ordine per semplificare le cose e per realizzare i nostri progetti perdendo meno tempo possibile.

Per quanto riguarda Arduino Uno tenete presente che:

Il suo cuore (l'Atmega328) funziona ad una tensione compresa tra 4.5 e 5.5 Volt (è possibile arrivare a 6 volt ma è sconsigliato)
La corrente massima che può passare (in ingresso o in uscita) da un pin è di 40 mA.
La corrente massima che può passare dai pin Vcc o Gnd è 200 mA (fate la somma delle correnti che entrano o escono dai pin).
queste specifiche derivano dal datasheet dell'Atmega328 (pag 313)

Considerate però che l'Atmega non è da solo, ma Arduino è dotato di altri componenti che permettono di alimentarlo anche con una tensione più alta.
Ecco i modi per alimentare Arduino facendo riferimento in particolare all'Arduino Uno R3, ma questa guida va bene praticamente per tutte le versioni.
Modo 1: Partiamo dal modo più ovvio: alimentazione da pc con cavo usb.

Nulla da dire, Arduino prende 5volt dalla porta usb del nostro PC, la corrente massima fornibile dalla porta USB è in genere 500mA.
Potete collegare alla porta usb anche un power bank, in modo da alimentare Arduino a batteria in un modo molto semplice e veloce (se già non ne avete uno qui il link (sponsor eBay) dove ne potete trovare moltissimi).
Se oltre al cavo usb alimentiamo Arduino anche tramite un connettore o dal pin Vin, verrà bypassata automaticamente l'alimentazione da usb e verrà utilizzata quella esterna.


Modo 2: connettore di alimentazione:

La tensione che forniamo da qui deve essere compresa tra 7 e 12 Volt.
Questa tensione passa attraverso un diodo di protezione (nel caso invertiste accidentalmente le polarità) e poi viene portata a 5 volt (tensione di funzionamento dell'Atmega328) dal regolatore di tensione NCP1117 (datasheet).
Questo regolatore ha una corrente massima in uscita di 800mA, è preferibile però stare più vicini possibile ai 7 volt, perchè il resto della tensione non porta nessun beneficio, ma anzi fa aumentare la temperatura del regolatore.
Ricordatevi che il regolatore deve fornire corrente non solo ad Arduino, ma anche ai dispositivi collegati al pin 5V, quindi non attaccateci direttamente la lavatrice! :)


Modo 3: collegamento diretto al pin Vin


Questo metodo è molto simile al metodo con connettore, infatti anche da qui la tensione passa dal regolatore di tensione prima di arrivare ad Arduino.

L'unica differenza sta nel fatto che questo pin non è protetto con il diodo, quindi fate attenzione ad non invertire le polarità!
Grazie al fatto che non c'è il diodo però la tensione minima può essere un pochino inferiore,
quindi compresa tra 6.5 e 12 Volt.


Modo 4: Collegamento diretto al pin 5V.

Questo metodo me lo sono tenuto per ultimo, perchè è quello che uso più spesso ma è anche il più rischioso (amo il rischio XD)
Si tratta di collegare direttamente una tensione stabilizzata di 5Volt ad Arduino.
La tensione deve assolutamente stare tra i 4.5 e i 5.5 Volt (pena la cottura della vostra amata scheda). Idem per l'inversione accidentale delle polarità.

La cosa positiva è che non dovete tenere sotto controllo il regolatore si tensione per vedere se scalda troppo (di fatto così è bypassato) e alimenterete in modo diretto i dispositivi a 5volt (ad esempio dei servomotori).

inoltre nel caso di uso di batterie viene comodo perchè:
le batterie stilo ricaricabili hanno una tensione nominale di 1.2Volt, quindi se avete un porta batterie tipo questo:


Ottenete una tensione di circa 4.8 Volt (la tensione delle batterie in serie si somma quindi 1.2+1.2+1.2+1.2)
tensione perfetta per essere utilizzata direttamente sul pin 5V.
Con le pile non ricaricabili può diventare più problematico (sono da 1.5 Volt) infatti se ne usiamo 4 arriviamo teoricamente a 6 Volt.
Un trucchetto per perdere il mezzo volt in eccesso è collegare un diodo in serie al cavo positivo (il rosso) del pacco batterie, così facendo dovremmo arrivare a circa 5.4 Volt, valore accettabile per alimentare Arduino (in ogni caso prima di collegarle ad Arduino misurate la tensione con un Voltmetro!).

Spero di aver detto tutto, se avete dubbi o altro scrivete qui sotto, Ciao!!

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19 commenti:

  1. Hi, nice read, but I'm wondering about your ideas on using two power sources (I read Italian, but will spare you and not write it!).

    I made a line follower: line sensor, distance sensor on 5V, 6 x 1.5V batteries on Vin that also go to a motor shield driving 2 motors. This did not give optimal results however for driving capabilities. So I ended up ALSO adding a 9V battery to the power in. Things were working better then.
    Any ideas on the why of that? I suppose the two 9V setups were able to give more power? With the 6x1.5V giving the Amps needed for the motor, and the 9V helping with the Uno and the sensors?

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    1. Is strange. the courrent can't be the problem. Try to test the voltage on the battery pack, if when connected go down it's possibile that you must replace the battery.

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  2. Ciao Daniele,
    io vorrei collegare il mio telecomando luci del giardino all'Arduino UNO, in modo da poter accendere e spegnere da remoto. Il telecomando funziona con due batterie a bottone da 3 V, quindi 6 V in tutto, il suo assorbimento medio è di 14 mA.
    I pin digitali di Arduino hanno ciascuno un output di 5 V e 40 mA. Per quel Volt di differenza, posso collegare DIRETTAMENTE il telecomando al pin (quindi SENZA usare le batterie del telecomando) o si deve per forza usare un mosfet per controllare l'alimentazione del telecomando?
    Ciao e grazie!
    Fabiano

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    1. Prova ad alimentarlo col pin 5v di Arduino, se si accende e se l'assorbimento è quello che hai detto, vai tranquillo e collegato pure al pin.

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    2. Questo commento è stato eliminato dall'autore.

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    3. Grazie per la risposta. Però stavo pensando se non ci fosse proprio bisogno di alimentare in modo permanente il telecomando. Mi spiego meglio, io vorrei mantenere sempre premuto con un morsetto il pulsantino del telecomando ed agire, tramite Arduino, sulla sua alimentazione per accendere/spegnere le luci. in tal caso l'alimentazione arriverebbe direttamente dal pin digitale (sono sempre 5 V, no?), che comanderei da remoto. Se sto dicendo qualche castroneria... non aver pietà :)

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    4. Si certo sono sempre 5 volt, ti dicevo per fare una prova ed essere sicuro che funziona collegati prima al pin 5V. Poi quando sei sicuro usa il pin digitale. Ciao!

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    5. Ok, provo e poi farò sapere.
      Grazie ancora.
      Fabiano

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  3. Ciao Daniele,
    tempo fa ho, del tutto accidentalmente, collegato l'uscita +5V ad una alimentazione esterna di quasi 8 V. In pratica dovevo provare un circuitino sulla breadboard alimentandolo con con una batteria esterna e mi sono dimenticato di scollegare la breadboard da Arduino. Mi sono accorto subito della stupidata e ho scollegato il tutto immediatamente. La scheda continua a funzionare correttamente (utilizzo tutti i pin digitali e analogici, e non ho notato alcun malfunzionamento da allora ad oggi. Posso considerarmi fortunato ? Ho salvato la scheda perchè la sovratensione è durata solo pochissimi secondi ?

    Ciao e grazie !
    Federico

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    1. Ciao Federico,
      Si è stata solo una questione di tempo, se la scheda fosse rimasta di più con quella alimentazione probabilmente si sarebbe danneggiata!

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  4. Ciao Daniele,
    credi sia possibile alimentare arduino via usb, ma tramite il caricatore di un iPad?
    L'uscita del caricabatterie è di 5v a 1000mA, che andrebbe direttamente nell'usb di arduino.
    Potrebbe dare problemi alla scheda?

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  5. Grazie Daniele
    Ad ogni domanda che mi faccio hai sempre una risposta
    Ciao
    Tiziano

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  6. Buonasera
    ho letto con interesse il suo articolo su come alimentare Arduino .
    Probabilmente per la mia pochezza intellettiva non ho chiaro un punto .
    Alimentando arduino nell'ultimo modo con un alimentatore esterno ( ovviamente stabilizzato a +5V) direttamente sul pin +5V posso continuare a mantenere collegato il PC attraverso la porta USB o si rischia di far danni ( o sulla scheda o peggio sulla porta USB del pc ) , facendomi un giro sulla rete non ho trovato risposta , forse potrebbe aiutarmi lei
    La ringrazio in anticipo
    Stefano

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    1. Arduino Uno è provvisto di un componente che in caso di collegamento di un'alimentazione sul jack o sul pin VIN scollega automaticamente l'alimentazione dalla porta USB. Collegando invece la 5v e l'usb non noto niente che discrimini un'ingresso dall'altro quindi si rischia di danneggiare il dispositivo e/o l'usb del PC.

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  7. Buongiorno!
    Stavo valutando la possibilità di creare un sistema con Arduino (il mio primo progetto) che debba restare autonomo per molto tempo restando distante da una presa elettrica (giorni, se non mesi). E' fattibile come progetto? Un set di 4/6 batterie al Litio quanto farebbe durare il mio arduino?

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    1. ciao, la fattibilità dipende dall'assorbimento che avrà il tuo sistema. Realizza il progetto e misurane l'assorbimento, poi in base a questo dimensiona le batterie. Ciao!

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  8. Ciao, volevo sapere se potevo alimentare arduino con un power bank usb visto che ormai se ne trovano di parecchi a buon mercato. Grazie!!!

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    1. Certo, collegalo al cavo usb che collegheresti al pc. Fai attenzione che alcuni power bank "sofisticati" rilevano che non stanno caricando un dispositivo e staccano l'alimentazione dopo pochi secondi. Comunque quelli veramente economici non dovresti aver problemi (vedi il "modo 1" nell'articolo) ciao!

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