どのように十分な電流がないのでしょうか?

私はArduinoの世界には新しいです。 Arduinoが5Vポートで出力する電流に関する質問があります。この方程式 = IR で変化する唯一のものが現在のものである場合、Arduinoの現在の電流が現在の空腹の回路にとってあまりにも弱いのはなぜですか。

例えば、Arduinoの電圧は5ボルトに制限されています。電流の抵抗が同じであると仮定すると、5Vポートを流れる電流も(オームの法則にしたがって)増加しないはずですか?具体的には、私はArduinoでESP8266を動かすことについて話しています。

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USBを使ってArduinoを列挙すると、 MaxPower 100mA というように、USBポートから100mAしか要求しません。 電流の抵抗が同じであると仮定すると...
追加された 著者 Nick Gammon,
Arduinoの現在の電流が、現在の空腹の回路ではあまりにも弱いのはなぜですか?最初はArduinoに電流が流れていません。
追加された 著者 Nick Gammon,
マイクロコントローラのピンまたは5Vの電源ポイントについて話していますが、後で制限される理由は、現在の空腹のアプリケーション用に設計されていないタイプのレギュレータのためです。
追加された 著者 RSM,

2 答え

問題は「十分な電流がない」ということではなく、十分な電力を消散することができないということではありません。

ボードを外部の12V電源から給電しているとします。さて、5Vは12Vから抵抗レギュレータで得られます。つまり、レギュレータ(この画像は単に可変抵抗のように振る舞い、余分な電力を散逸させます。今度は、5Vレールから4Aを引き出したいとしましょう。あなたはたくさんのLEDやその他のものをオンにしたいからです。 P = VIなので、レギュレータ(そのわずかなコンポーネント)が散逸しなければならない(12V-5V)* 4A =ほぼ30W。これはちょっとヒーターとなり、パフ!それは壊れます。

さて、4Aは本当に高い電流ですが、レギュレータはほとんど電力損失に耐えることができません。データシートによれば、1cm×2cmのヒートシンクを見積もると、25K/Wの熱抵抗を見積もることができます。つまり、消費するワットは内部温度を25K(= 25℃)上昇させます。 150℃を超えてコンポーネントを損傷することはありません。つまり、部屋が25℃の場合、AT MOST 5Wを放散することができます。実際には、決して3Wを超えることはありません。とにかく5Wでも、12Vでは5W/7V = 0.7A以上を得ることができません。

ちなみに、レギュレータの定格は0.8Aなので、決してその値を超えてはいけません。

さて、これは外部レギュレータでした。 USBについては、その電源から500mA以上を得ることはできません。それは仕様書に書かれています。このため、500mAのヒューズがそのレールに接続されているため、500mAを超えるとその電流が流れ、電源が遮断されます。まあ、それは自己治癒的なヒューズだから、しばらくしてから(何時間もかかりますが)再び動作しますが、それを試してはいけません。

最後に、デジタルピン電流。 atmegaのデータシートには、

  1. I/Oピンあたりの絶対最大電流は40.0mAです。
  2. VCCピンとGNDピンの絶対最大電流は200mAです。

これは、各単一ピンから最大40mAを得ることができることを意味します(ただし、20mAを超えることは絶対に避けてください)。また、すべての電流(および内部ペリフェラル)の合計は決して200mAを超えるべきではありません。だから、2つのLEDに電力を供給する必要がある場合は、15mAの電力を供給する必要がある場合は、それぞれ20mAを供給することができます(10mAに制限されています)。もっと必要な場合は、トランジスタを使って電流経路を分離してください。

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おそらく、1ピンあたりの20mA/40mA安全/絶対リミットの理由は現在のカットオフではありませんが、最初の文章では、十分な電力、特に熱を放散することができないため、彼らはおそらく、40mA以上を簡単に過ぎるでしょうが、失敗するでしょう。
追加された 著者 caryden,
もちろん、1ピンあたりの制限は、ICの熱設計によるものです。おそらく、ワイヤボンディングの直径、またはICのトレースの幅、寄生抵抗、または... AtmelはICを特徴づけ、あなたがそれを超えてはならないと述べていました。もちろん、10Aを1psにすると無意味なICが残ることがありますが、保証はありません;)
追加された 著者 Tom Collins,
あなたがNPNベースをarduino出力に抵抗(通常は10k-47kの範囲)を介して接続し、エミッタをグラウンドに接続し、コレクタへの負荷を2つの電流パスに分けた場合、負荷はarduinoの代わりにNPN。だからスイッチとしてNPNを使用すると、実際にそれらを「分離」します。個人的には、NPN(そしてPNPの代わりにpMOS)の代わりにnMOSを好む傾向があります。なぜなら、彼らは私の心の中でもっと「理想的に」行動するからです。
追加された 著者 Tom Collins,
トランジスタを使って電流経路を分離する方法を説明できますか?私はPNPとNPNトランジスタでいくつかのことをテストしましたが、あなたはそれを使って電流経路を分けることができるのか分かりませんでした。私はちょうど論理ゲートとしてそれらを使用しました。
追加された 著者 Justin Stenning,

非常に簡単な答え:Arduinoはコントローラチップ(通常はATMega328)内の電流が流れる経路が非常に小さいため、1ピンあたり絶対40mAに制限されています。より多くの電流がチップ内の小さなトランジスタを破壊する可能性があります。最高の場合、あなたはそのピンを燃やす。

40mA以上の問題がある場合は、終端デバイスに直接電源を供給するのではなく、Arduinoによって制御されるトランジスタ、MOSFETまたはリレーを使用する必要があります(実際には、他のポスターは20mA!を指摘しています)。

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