Cara kerja catu daya Arduino

Dapatkah seseorang tolong bantu saya dalam analisis catu daya papan arduino ini bekerja

Untuk pemahaman saya,

1. Di hadapan daya DC melalui DC jac, tegangan Dc diumpankan ke regulator MC33269 untuk menghasilkan + 5V. Tegangan yang sama ini diumpankan melalui pembagi R10 / R11 ke + terminal komparator, sedangkan OUTPUT 3.3v dari FT232RL diumpankan ke terminal. hasil diferensial positif mendorong output tinggi. Namun, saya tidak yakin efek pada komparator kedua dan FET
2. Ketika konektor USB digunakan untuk menyalakan papan, saya tidak yakin apa yang terjadi.

Versi lebih besar:

Saya tidak terkesan dengan kualitas skema ini. Seseorang terlalu malas untuk mengekspor barang ini ke Eagle tanpa warna, yang tidak berarti apa-apa bagi orang di luar Eagle. Lalu ada dua blok misteri di sebelah kiri. Yang paling atas menunjukkan 5V dan GND dengan penutup melintanginya, tetapi tanpa petunjuk apa pun yang terhubung dengan daya. Yang bawah terhubung ke PWRIN dan GND, tetapi sekali lagi tidak ada petunjuk apa itu sebenarnya. Saya tidak akan percaya banyak dari orang atau organisasi ini karena mereka bahkan tidak bisa memperbaiki hal-hal kecil yang jelas dan jelas tidak memiliki kebanggaan dalam pekerjaan mereka yang seharusnya membuatnya terlalu memalukan untuk menunjukkan kekacauan ini di depan umum. Saya kira ini adalah satu lagi konfirmasi bahwa Arduino bukan hanya mikrokontroler untuk boneka, tetapi juga mikrokontroler oleh boneka.

Bagaimanapun, kembali ke pertanyaan Anda. Sepertinya intinya adalah untuk beralih secara aktif antara daya USB dan saluran listrik PWRIN. Ketika PWRIN hadir, itu akan selalu digunakan apakah daya USB tersedia atau tidak. Agar VIN bermanfaat, harus di atas VCC30 setelah dibagi dua oleh R10 dan R11. Dari namanya, kita bisa menebak bahwa itu akan menjadi 6V, yang bisa menjadi IC4 minimum yang diperlukan untuk membuat 5V yang andal (saya tidak mengenali nomor bagian IC4 dan tidak memeriksa). Anda benar, tidak ada tujuan untuk IC5B. Ini adalah buffer gain satu, tetapi output IC5A harus memiliki impedansi dan kemampuan drive yang sama.

Perhatikan bahwa cara T1 berorientasi, dioda tubuh FET selalu membiarkan tegangan daya USB ke net 5V. Ini membuat sistem bootstrap ke atas dan akhirnya menyalakan FET sepenuhnya jika board hanya ditenagai oleh USB. Jika daya eksternal digunakan, FET akan mati dan penurunan dioda akan mencegah arus substansial yang dapat diambil dari daya USB.

Catu daya Arduino ini dirancang untuk "melakukan hal yang benar" di mana pun sumber daya dicolokkan.

hal yang benar

"Hal yang benar" adalah:

• Ketika seseorang hanya menyambungkan kabel USB, CPU dan yang lainnya ditenagai oleh garis + 5V diaktifkan dari daya + 5V USB.
• Ketika seseorang dengan benar menghubungkan hanya 12 V wall-wart, CPU dan yang lainnya didukung oleh jalur + 5V diaktifkan dari regulator tegangan + 5V yang ditenagai oleh wall-wart.
• Ketika seseorang dengan benar menyambungkan kabel USB dan kutil-dinding terpasang pada saat yang sama, semua daya berasal dari kutil-dinding, dan tidak ada daya "arus-balik" ke host USB.
• Ketika seseorang terus menancapkan dan mencabut kabel, kekuatan lancar transisi dari satu ke yang lain, sehingga selama setidaknya satu dicolokkan dengan benar setiap saat, CPU terus berjalan tanpa gangguan.
• Ketika (bukan "Jika"!) Seseorang menyambungkan kutil dinding 12 V secara tidak benar - membalik polaritas - tidak ada arus yang mengalir ke atau dari kutil dinding, tidak ada kerusakan yang terjadi, dan sistem bekerja persis sama seperti jika kutil dinding itu tidak terhubung sama sekali.

kekuatan kutil di dinding

Banyak sistem menggunakan 1 dioda untuk setiap sumber daya untuk memberi daya pada sistem dari mana tegangan input lebih tinggi, yang secara otomatis menangani persyaratan "transisi lancar".

Dioda berfungsi dengan baik di sisi daya kutil di dinding.

Daya USB

Sayangnya, dioda di sisi USB-power tidak akan berfungsi untuk Arduino. Saat menjalankan daya USB saja, penurunan dioda (biasanya sekitar 0,6 V) akan menyebabkan semuanya menjalankan penurunan dioda lebih rendah dari daya USB - sehingga biasanya 4,4 V, yang tampaknya (?) Tidak memadai.

bagian misteri

Versi kemudian dari skema Arduino dengan jelas memberi label kotak 3-pin "powersupply DC 21mm", yang menunjukkan colokan 21 mm.

Pin misterius "4" dan "8" di kiri atas skema Arduino adalah pin daya dari op-amp ganda 8-pin. Op-amp itu digunakan di sini sebagai pembanding.

pikiran

Saya tidak tahu mengapa perancang tidak menggunakan IC komparator, atau mengapa perancang menggunakan kedua op-amp dalam paket ketika hanya satu op-amp yang memadai - tetapi karena jelas bekerja , saya tidak akan katakan itu "salah".

Op-amp dan pFET menerapkan sesuatu yang sangat dekat dengan "dioda ideal": ketika hanya kabel USB yang dicolokkan, op-amp menggerakkan pFET dengan keras, memberikan penurunan tegangan pada pFET kurang dari 0,1 V (jadi semuanya berjalan pada sesuatu yang cukup dekat hingga 5.0 V).

Ketika seseorang menyambungkan kabel USB ke Arduino yang sebelumnya tidak terhubung ke apa pun, dioda tubuh pFET "T1" memungkinkan daya dari kabel USB bocor cukup untuk mem-bootstrap tegangan catu daya op-amp hingga sekitar 4,6 V , lebih dari cukup untuk menyalakan op-amp, yang kemudian mengaktifkan pFET tersebut dengan ON keras, menarik tegangan hingga mencapai lebih dari 4,9 V.

Ketika seseorang menyambungkan kutil dinding ke colokan listrik Arduino, op-amp akan mematikan pFET. Dioda tubuh pFET mencegah daya dari regulator tegangan-balik ke host USB. Pada prinsipnya daya USB dapat terus mengalir melalui dioda tubuh pFET ke dalam Arduino, tetapi itu akan menjadi sangat tidak signifikan karena daya USB dekat dengan tegangan yang sama dengan tegangan yang diatur yang dihasilkan dari kutil di dinding.

ps: Ketika sebuah perusahaan kecil menjual 250.000 papan , saya pribadi menggunakan kata "sukses" daripada "boneka".