Arduino Uno 外部電源綜合指南

使用 Arduino Uno 時，正確為電路板供電對於項目穩定性和可靠性至關重要。雖然 Arduino Uno 可以通過 USB 供電，但許多項目需要一個外部電源提供充足且一致的電力，特別是在連接多個傳感器、執行器或其他外圍設備時。在本文中，我們將探討使用外部的概念電源對於 Arduino Uno，討論其重要性，並提供有關如何有效選擇和使用外部電源的詳細見解。

1. Arduino Uno為何使用外部電源？

Arduino Uno 可以通過計算機的 USB 連接供電，提供 5V 電壓。然而，USB 電源的電流有限，可能不足以滿足具有多個組件或高功率需求的項目。外部電源可確保 Arduino 和連接的設備接收穩定的電壓和足夠的電流，防止重置或不穩定的行為。

2. 了解 Arduino Uno 電源輸入選項

Arduino Uno 有多種接收電源的方式：

USB 端口：提供 5V 和有限電流。

桶形插孔（Vin Pin）：接受 712V DC；板載電壓調節器將其轉換為 5V。

5V 引腳：可以直接使用穩壓 5V 供電，繞過板載穩壓器。

使用外部電源通常需要使用桶形插孔或 Vin 引腳來提供高於 5V 的電壓。

3. 選擇合適的電壓和電流

Arduino Uno 通過桶形插孔或 Vin 引腳的推薦電壓輸入在 7V 到 12V 之間。供電電壓低於 7V 會導致 5V 輸出不穩定，而超過 12V 可能會使板載穩壓器過熱。

當前的要求取決於您的項目的組件。 Arduino Uno 本身消耗約 50mA 的電流，但傳感器、電機和其他外設會顯著增加消耗。明智的做法是選擇額定電流至少為 1A 的電源，以確保充足的電力。

4. 外部類型電源

牆壁適配器：常見且易於使用；在推薦的電壓和電流範圍內選擇具有穩壓直流輸出的產品。

電池組：適用於便攜式項目；可以使用具有適當電壓調節的 AA 電池、LiPo 或 Liion 電池製成。

行動電源s：USB移動電源可通過USB供電5V；適用於低功耗項目。

台式電源：提供可調電壓和電流；非常適合測試和原型設計。

5. 安全連接外部電源

連接外部電源時：

對於高於 5V 的輸入電壓，請使用桶形插孔或 Vin 引腳。

除非電壓經過調節且穩定，否則避免直接為 5V 引腳供電。

確保極性正確：圓筒千斤頂上的中心銷為正極，外套管為負極。

使用正確的連接器和絕緣電線以防止短路。

6. 電壓調節和熱量考慮

Arduino Uno 具有板載線性穩壓器，可將輸入電壓 (712V) 降低至穩定的 5V。線性穩壓器將多餘的電壓以熱量的形式耗散。在高電流需求下提供接近 12V 的電壓可能會導致穩壓器過熱並觸發熱關斷。

為了緩解這種情況：

盡可能使用接近 79V 的電源。

為調節器添加散熱器。

考慮使用外部開關穩壓器（降壓轉換器）來高效提供 5V 電壓。

7. 使用外部電源保護您的 Arduino

使用外部電源會帶來電壓尖峰、反極性或過流情況等風險。為了保護您的 Arduino：

使用二極管進行反極性保護。

裝有保險絲或 PTC 自恢復保險絲。

使用具有內置保護功能的穩壓電源。

避免同時連接 USB 電源和外部電源，以免損壞。

8. 解決電源問題

常見問題包括：

Arduino 重置或行為不穩定：檢查負載下電源電壓是否下降。

過熱調節器：降低輸入電壓或電流消耗。

未通電：檢查極性和連接。

噪聲或乾擾：在電源線上使用電容器或濾波器。

9. 使用帶有擴展板和外圍設備的外部電源

許多 Arduino 擴展板和模塊都會消耗額外的電流。使用外部電源時：

確保總電流容量覆蓋所有連接的設備。

有些防護罩可能有自己的電源輸入；相應地協調電源。

避免從不同的地分別為外設供電，以防止接地環路。

10. 外部電源使用實例

機器人：電機需要更高的電流；外部 9V 或 12V 電源為 Arduino 和電機供電。

傳感器網絡：具有不同電壓需求的多個傳感器； regulated 9V supply ensures stable operation.

便攜式設備：帶有穩壓器的電池組可在旅途中提供穩定的電源。

對於許多高級項目來說，使用 Arduino Uno 的外部電源至關重要，這些項目需要超出 USB 所能提供的穩定且充足的電源。了解電壓和電流要求、選擇合適的電源以及實施安全連接實踐是確保基於 Arduino 的項目可靠、高效運行的關鍵。通過遵循上述指南，您可以優化 Arduino Uno 的電源設置並避免常見陷阱，為成功和強大的電子項目鋪平道路。