stroom op de Arduino, safe?

[peterzoetermeer Profiel Privébericht]

Ik wil me eens gaan verdiepen in een Arduino en ben me aan het oriënteren, wat de mogelijkheden en beperkingen zijn en loop tegen het volgende aan.
Ik heb begrepen dat de A. communiceert met de Pc via USB, waar ook de voeding van 5 V door (kan) gaat.
Daarnaast kan de A. ook 5 V voeding krijgen van een adapter of zo, aangesloten met een stekkertje (5mm?), aangesloten op de +V ingang en GND, of op een speciale ingang tot c.a. 12V met een andere voeding (batterij of adapter).
Voor die laatste optie is er en spanningsregelaar (7805) op de A. aanwezig.
Zoals ik het nu begrijp kan dit dus ook allemaal tegelijk.
Vindt ik een beetje raar.
De communicatie met de PC zal met de USB aansluiting moeten gaan, maar gaat de stroom dan niet via een andere manier?
Ik vind dit een beetje link voor mijn PC, wat gebeurd er als ik een foutje maak met de draadjes aansluiten en ik kortsluiting maak, sloopt dit mijn PC?
Buiten de A. zelf, is die eigenlijk een beetje kortsluit vast?
Adapters en zelfs de 7805 zijn redelijk kortsluit bestendig.
Maar hoe zit het met die USB aansluiting?

[Koepel Profiel Privébericht]

Alles is op internet te vinden.
Bijvoorbeeld de Arduino Uno : https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno
Zoek "Documentation" en de bruine knop "Schematics in .PDF".

Kun je dat schema lezen ?
Bovenaan zie je VIN, PWRIN (de barrel jack), USBVCC, 5V.
De USB power gaat via een polyfuse van 500mA.
De power barrel jack gaat via een diode naar VIN en vandaar naar de voltage regulator.
Zodra er 6.6V op de VIN staat, dan wordt de USB power uitgezet. Aangezien de power barrel jack die diode heeft, is er dus 7.2V nodig op die plug om de USB power uit te zetten.
De pinnen van de in en uitgangen zijn direct verbonden met de ATmega328P chip, zonder enige bescherming.

Je kunt zonder problemen een 12V op de barrel jack aansluiten en de USB kabel verbinden, en één van de twee loshalen en weer aankoppelen. Dat gaat allemaal goed.

De Arduino Uno is dus niet kortsluitvast. Een pin als uitgang kan 20mA leveren. De maximale (kortsluit)stroom van een pin is 40mA, maar je kunt het beter beperken tot 20mA.

De 5V pin kan niet zomaar overal voor gebruikt worden. Twee kleine relais zal nog lukken, maar één servo motor is eigenlijk al te veel. Dus bijvoorbeeld bij motors en ledstrips heb je al snel een aparte adapter nodig.

Je zult je PC niet zo snel slopen. Als je bijvoorbeeld een losse draad met 12V hebt rondslingeren, die contact maakt met de Arduino, dan gaat de Arduino Uno al snel stuk. De computer waarschijnlijk niet. Als je jezelf niet vertrouwt, dan kun je een USB hub plaatsen tussen de computer en de Arduino.
Een namaak Arduino Uno R3 met de allergoedkoopste componenten kost 3 euro op AliExpress.com inclusief verzendkosten.

[peterzoetermeer Profiel Privébericht]

Het wordt al duidelijker denk ik, als ik dus een externe voeding van meer dan 7V, een batterij van 9V of een adapter, 9 of 12 V, dan wordt de USB voeding dus uitgeschakeld, kan die niet meer het probleem worden.
En pin kan niet meer dan 20 mA leveren? Als die dan kortsluit vast is tot 40mA, dan is die dus wel kortsluit vast? Ik bedoel maar, je verbindt een pin met GND, gaat hier dus max. 20 door en daar kan die tegen?
Je kan dan altijd testen met een batterij 9V, is de klap niet zo groot en het board zal hier bij kortsluiting toch wel op reageren? Ledje uit of zo.
Grote vermogens, boven de 20 mA dus, kun je wel schakelen met een transistor, die je aanstuurt met de 5V van de Arduino. Als het circuit van die transistor bv op 12V werkt, dan wel de GND van de Arduino met de GND van de 12V voeding aan elkaar knopen?

[Koepel Profiel Privébericht]

Een pin is niet kortsluitvast. Verbindt het niet met de GND. De microcontroller (een ATmega328P) op de Arduino Uno zal niet meteen stuk gaan, dus een keertje per ongeluk een foutje maken geeft niet.

De nieuwere processoren op de Arduino Due en Arduino Zero leveren maar een paar mA.

De 5V via de USB is voldoende veilig. Een batterij van 9V kan meestal niet de Arduino van stroom voorzien. Als je zomaar een 9V batterij uit een la pakt, kijk dan niet vreemd op als de Arduino het niet doet.

Tegenwoordig wordt vaak een mosfet gebruikt in plaats van een transistor.
Alle GND aan elkaar, anders hangt het niveau van de 12V er zomaar een beetje bij.
Trouwens, grounding is een vak apart. Als je ground verbindingen een soort lus is, dan kan het als antenne gaan fungeren. En als je een dikke draad voor de ground van een motor hebt, met een dun ground draadje naar de Arduino, dan kan de stroom besluiten om toch via het dunne draadje te gaan.

Dus als je de Arduino hebt, en een breadboard met een paar sensors, dan blijft alles wel heel.
Zodra je 12V gaat gebruiken, dan is het nodig dat je weet waarmee je bezig bent. Een opto-coupler kan de Arduino scheiden van het 12V gedeelte. Dus ik zou zeker opto-couplers aanraden. De Arduino pin met een weerstand naar de optocoupler (voor zo'n 10mA) en de uitgang van de optocoupler bijvoorbeeld naar een mosfet. Bij een opto-coupler is alles gescheiden, dus de GND van de 12V hoeft dan niet aan de GND van de Arduino.

[peterzoetermeer Profiel Privébericht]

dat een pin niet kortsluitvast is dacht ik al.
Bij nader inzien is een externe voeding misschien veiliger dan een 9V batterij, die nieuw heel wat stroom kan leveren, een externe voeding is meestal beveiligd tegen kortsluiting en zal zijn spanning laten zakken.
Ik heb inmiddels begrepen dat in dat geval de USB aansluiting weer aangesproken wordt!
Optocouplers moet je dan op iedere in- en uitgang van de Arduino zetten. Bij uitgangen kan ik me dat voorstellen, maar bij ingangen, ik bedoel, spanning of niet op die pin maakt die high of low.
Een optocoupler maakt op dat moment toch alleen maar een verbinding of niet, hoe maak je daar high of low van?
Nog even een vraag over het schema, iets recht van het midden vinden we het blokje POWER, bij aansluiting 8 staat VIN, dat vinden we ook links boven bij de schakeling met die spanningsdeler naar de OPAMP en de FET.
Hiermee wordt dus bepaald wat te doen met de spanning op de externe aansluiting 8, maar verder wordt er hier niets mee gedaan.
Echter, rechtsboven, bij de POWERSUPPLY Y_DC2.1MM naar de spanningsregelaar, na de diode, staat weer VIN.
Moet ik aannemen dat beide lijntje VIN aan elkaar geknoopt zijn? Maar het staat er niet bij, ik vind dit erg onduidelijk.
Als dit wel het geval is dan wordt de spanning via aansluiting 8 dus wel via de spanningsregelaar geleid.

[nicoverduin Profiel PrivéberichtWebsite]

Peter,
Ik zit dit zo eens te lezen maar zou jij je dan niet eerst eens verdiepen een beetje kennis in basis elektronica?
Enne... Spanning krijg je... Stroom vraag je... Als jij ergens kortsluiting maakt (dus een hele lage weerstand) zal er U / R stroom gevraagd worden (zelfs een stukje draad heeft een weerstand). Het toelevernende kanaal zal dus trachten die maximale stroom te leveren... Een kortsluiting van 1 ohm zal bij 5V al 5 / 1 = 5A vragen. Als een voeding dat kan leveren, dan zie je de Arduino in een flits uitroken... Maar zelfs bij 500mA (maximale begrenzing) gaat jouw Arduino allang in rook op.
Maar mogelijk zou je eerst eens kunnen vertellen waar deze vraagstelling vandaan komt. Dus uitleggen wat jij van plan bent.

[Koepel Profiel Privébericht]

Dus uitleggen wat jij van plan bent.

Inderdaad, wat wil je gaan maken ?
Je kunt een schema op papier tekenen en daar een foto van maken, dan kunnen we er naar kijken.

Probeer eerst een paar dingen met 5V op een breadboard.
Als je met 12V gaat werken met een motor, of relais of klep, weet je dan wat een flyback diode is ?

Een optocoupler als ingang (met de opto-coupler transistor uitgang aan een Arduino pin die als input staat) heeft een extra weerstand nodig om de pin hoog te houden (HIGH), de opto-coupler kan het alleen omlaag trekken (LOW).

In een schema zijn alle dingen met dezelfde labels aan elkaar verbonden. Het blokje "POWER" is de rij pinnen met VIN, en die VIN is verbonden met de andere twee VIN.
Het schema is helaas geen voorbeeld van een goed getekend schema, op z'n minst zou er onderin de datum en versie nummer horen te staan.

[nicoverduin Profiel PrivéberichtWebsite]

Het schema is helaas geen voorbeeld van een goed getekend schema, op z'n minst zou er onderin de datum en versie nummer horen te staan.

Ik vermoed dat het plaatje gewoon gekopieerd is uit het volledige schema. Je ziet ook geen kaders met referenties, geen title block enz. Voor de rest is het prima mee te werken hoor. Alleen wordt er wel geacht dat je schema's kan lezen en daar heb je nu eenmaal basis kennis voor nodig. En voor de CE/Fcc keurmerken hebben ze nog wel wat meer te leveren....

[peterzoetermeer Profiel Privébericht]

Ik ben pas een paar jaar met elektronica bezig (was werktuigbouwer en in mijn schooltijd bestonden IC's volgens mij nog niet) en heb toch al best wel leuke schakelingetjes gemaakt, maar ik voel mij beperkt om dat je dan elke keer weer een ander IC'tje nodig hebt. (en er zijn er nogal wat)
Daarom wil ik mij eens in een Arduino gaan verdiepen.
Waar ik huiverig voor ben is dat ik mijn PC naar de knoppen help, onbewust dan, bij mijn schakelingetjes is er ook wel eens een transistor of een weerstandje in rook op gegaan, ondanks gebruik van een lab voeding.
Google maar eens op arduino vs kortsluiting, krijg je 25000 ideeën.
Maar ik krijg een ander idee.
Als ik nou gewoon standaard iedere gebruikte uitgang voorzie van een weerstand van 2k2 dan kan er nooit meer dan 2,3 mA gaan lopen. (bij 5 V)
Te weinig om een Ledje fel te laten branden, maar die stroomvreter (de Arduino levert al niet zo veel) kun je beter met een transistor ertussen aansluiten toch?
Voor de meeste schakelingen toch geen probleem?
Misschien de breadboard draadjes voorzien van een weerstand? (gat in de markt?)
Wat vinden jullie hier van?

[nicoverduin Profiel PrivéberichtWebsite]

Ik ben pas een paar jaar met elektronica bezig (was werktuigbouwer en in mijn schooltijd bestonden IC's volgens mij nog niet)

Dan zou je nu al met pensioen moeten zijn.

en heb toch al best wel leuke schakelingetjes gemaakt, maar ik voel mij beperkt om dat je dan elke keer weer een ander IC'tje nodig hebt. (en er zijn er nogal wat)
Daarom wil ik mij eens in een Arduino gaan verdiepen.

Daar is niets mis mee maar als je de basis niet beheerst, kom je niet verder dan het in elkaar plakken van voorgeschotelde schakeling en kitjes (follow the instructions). De wereld veranderd nu eenmaal en of je wacht af tot een ander het wiel voor je uitvindt of je duikt in de datasheets en gaat proberen die te lezen. Voor ons geldt niet anders.

Waar ik huiverig voor ben is dat ik mijn PC naar de knoppen help, onbewust dan, bij mijn schakelingetjes is er ook wel eens een transistor of een weerstandje in rook op gegaan, ondanks gebruik van een lab voeding.

Een labvoeding doet niets anders dan wat het moet doen. Namelijk spanning geven en stroom tot zijn limieter geven. Als jij gewoon met de PC praat via de Serial zou ik mij geen zorgen maken tenzij je zo weinig vertrouwen in jezelf hebt... Overigens kost een Arduino kloon (die het prima doen in de huis, tuin en keuken omstandigheden) nog iets van een paar euro. En Edison vond de lamp ook niet in een keer uit. daar deed hij ook een of meer duizenden experimenten voor hoe hem niet te maken.

Google maar eens op arduino vs kortsluiting, krijg je 25000 ideeën.

oh.. vast...

Maar ik krijg een ander idee.
Als ik nou gewoon standaard iedere gebruikte uitgang voorzie van een weerstand van 2k2 dan kan er nooit meer dan 2,3 mA gaan lopen. (bij 5 V)
Te weinig om een Ledje fel te laten branden, maar die stroomvreter (de Arduino levert al niet zo veel) kun je beter met een transistor ertussen aansluiten toch?
Voor de meeste schakelingen toch geen probleem?
Misschien de breadboard draadjes voorzien van een weerstand? (gat in de markt?)
Wat vinden jullie hier van?

Ik zou wat meer energie steken in de basis om onderbouwd vast te stellen wat wel en niet moet gebeuren. Als je die beheerst Weet je waarom iets warm wordt en waarom iets wel of niet werkt, en waarom je een weerstand in de basis gooit en welke transistor je moet gebruiken voor een bepaalde benodigde stroom of waarom je een flyback diode met zetten parallel aan de spoel enz enz.

Het enige waar je nu mee bezig zou zijn is symptoom bestrijding....