اردوينو نانو بطارية إمدادات الطاقة دليل شامل

Arduino Nano عبارة عن لوحة تحكم دقيقة شائعة الاستخدام على نطاق واسع في مشاريع الإلكترونيات اليدوية نظرًا لحجمها الصغير وتعدد استخداماتها. أحد المتطلبات الشائعة للعديد من مشاريع Arduino Nano هو وجود بطارية موثوقةمزود الطاقةوخاصة للتطبيقات المحمولة أو البعيدة. يمكن أن يؤثر اختيار مصدر طاقة البطارية المناسب وفهم كيفية توصيله وإدارته بشكل كبير على أداء مشروعك وطول عمره. في هذه المقالة، سنستكشف أساسيات تشغيل Arduino Nano بالبطاريات، ونغطي الاعتبارات الأساسية وأنواع البطاريات وطرق الاتصال ونصائح إدارة الطاقة.

فهم متطلبات طاقة اردوينو نانو

قبل اختيار البطارية، من المهم فهم احتياجات الطاقة لـ Arduino Nano. يعمل جهاز Nano بجهد 5 فولت ويتطلب عادةً تيارًا يبلغ حوالي 19 مللي أمبير عند تشغيل التعليمات البرمجية الأساسية. ومع ذلك، يمكن أن يزداد سحب التيار الفعلي اعتمادًا على أجهزة الاستشعار أو الوحدات أو المحركات المتصلة. يسمح منظم الجهد الموجود على اللوحة بجهد الإدخال من 7 فولت إلى 12 فولت عبر طرف VIN، ولكن تشغيله من 5 فولت مباشرة إلى طرف 5 فولت يعد أمرًا شائعًا أيضًا عند استخدام مصادر الطاقة المنظمة.

أنواع البطاريات الشائعة لاردوينو نانو

هناك عدة أنواع من البطاريات مناسبة لتشغيل Arduino Nano، ولكل منها إيجابيات وسلبيات:

البطاريات القلوية AA أو AAA: من السهل العثور عليها وغير مكلفة، وعادة ما تكون 1.5 فولت لكل منها. استخدام حامل البطارية ذو 4 خلايا يعطي 6 فولت، مناسب لإدخال VIN.

بطاريات ليثيوم أيون (ليثيوم أيون) وليثيوم بوليمر (LiPo): قابلة لإعادة الشحن، ذات كثافة طاقة عالية، جهد اسمي حوالي 3.7 فولت لكل خلية. عادةً ما يتطلب الأمر محول تعزيز أو منظم 5 فولت لتشغيل النانو.

بطاريات 9 فولت: مريحة وصغيرة الحجم ولكنها ذات سعة محدودة وتكلفة أعلى لكل مللي أمبير.

بطاريات NiMH القابلة لإعادة الشحن: جهد كهربائي مماثل للبطاريات القلوية ولكنها قابلة لإعادة الشحن، مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة مع مرور الوقت.

توصيل البطاريات بالاردوينو نانو

هناك طريقتان رئيسيتان لتوصيل حزمة البطارية بـ Arduino Nano:

من خلال دبوس VIN: يمكن أن يقبل دبوس VIN إدخال 7-12 فولت، والذي يمر عبر منظم الجهد الكهربي الموجود على اللوحة لتوفير مصدر ثابت 5 فولت. يعد هذا مثاليًا لحزم البطاريات مثل 6x AA (إجمالي 9 فولت) أو بطارية 9 فولت.

مباشرة إلى دبوس 5 فولت: في حالة استخدام حزمة بطارية 5 فولت منظمة أو USBبنك الطاقةيمكنك الاتصال مباشرة بمنفذ 5 فولت. الحذر مطلوب لتجنب تجاوز 5V.

استخدام حاملات البطارية والموصلات

يساعد حاملو البطاريات في تنظيم الخلايا وتوفير اتصال آمن. أصحاب نموذجية تشمل:

حاملات بطاريات AA/AAA: تحمل 2-8 خلايا وتخرج الجهد الكهربي المشترك.

مشابك بطارية 9 فولت: قم بتوصيل بطاريات 9 فولت بسهولة.

موصلات بطارية LiPo: غالبًا ما تستخدم موصلات JST للاتصالات الآمنة والموحدة.

تأكد من أن الموصلات متوافقة مع البطارية وإعدادات Arduino لتجنب التوصيلات الفضفاضة.

تنظيم الجهد ومحولات التعزيز

نظرًا لأن جهد البطارية يمكن أن يختلف وقد لا يتوافق دائمًا مع متطلبات إدخال Arduino، فإن تنظيم الجهد أمر بالغ الأهمية:

المنظمات الخطية: بسيطة ولكنها غير فعالة؛ إسقاط الجهد الزائد كحرارة.

منظمات التبديل (محولات باك/تعزيز): أكثر كفاءة ويمكن أن ترفع الجهد لأعلى أو لأسفل، مثالية لبطاريات LiPo التي لها جهد اسمي أقل من 5 فولت.

يعد استخدام محول التعزيز لخطوة LiPo أحادية الخلية من 3.7 فولت إلى 5 فولت طريقة شائعة.

مراقبة جهد البطارية وقدرتها

لمنع فقدان الطاقة بشكل غير متوقع، من الحكمة مراقبة جهد البطارية:

استخدم دائرة مقسم الجهد المتصلة بدبوس إدخال تناظري لقراءة جهد البطارية.

تنفيذ تنبيهات الجهد المنخفض أو الإغلاق التلقائي لحماية البطاريات من التفريغ العميق، خاصة بالنسبة لخلايا LiPo.

نصائح لتحسين عمر البطارية

يعد تعظيم عمر البطارية أمرًا بالغ الأهمية للمشروعات المحمولة:

استخدم أوضاع السكون وقلل من استهلاك الطاقة في Arduino والأجهزة الطرفية.

اختر البطاريات ذات القدرة الأعلى (مللي أمبير).

تجنب تشغيل الأجهزة ذات التيار العالي مباشرة من مخرجات Arduino المنظمة.

تحسين التعليمات البرمجية والأجهزة لتقليل استخدام الطاقة.

اعتبارات السلامة

يتطلب العمل بالبطاريات احتياطات السلامة:

تجنب الدوائر القصيرة وظروف التيار الزائد.

استخدم دوائر واقية لبطاريات LiPo لمنع الشحن الزائد والتفريغ العميق.

قم بتخزين البطاريات بشكل صحيح عند عدم استخدامها.

يوفر تشغيل Arduino Nano بالبطاريات مرونة كبيرة للمشروعات المحمولة والبعيدة. يعد فهم متطلبات طاقة النانو واختيار نوع البطارية المناسب واستخدام طرق الاتصال والتنظيم المناسبة أمرًا أساسيًا لبناء أنظمة موثوقة تعمل بالبطارية. ومن خلال مراقبة جهد البطارية وتحسين استهلاك الطاقة، يمكنك إطالة عمر البطارية وضمان أداء مستقر. سواء اخترت الخلايا القلوية، أو حزم NiMH القابلة لإعادة الشحن، أو بطاريات LiPo عالية السعة، فإن اتباع أفضل الممارسات سيساعدك على تحقيق أقصى استفادة من إعداد مصدر طاقة بطارية Arduino Nano.