Go Down

Topic: Vin oder V5 für externe Stomversorgung (Read 222 times) previous topic - next topic

alti70

Hallo zusammen,

ich habe mit einem Arduino UNO eine Brunnenpumpensteuerung mit Gartenbewässerung gebaut.

Zu diesem Thema habe ich einige Posts schon gefunden, keiner war aber präzise genug.

Aus Platzgründen will ich den Arduino entwerder über Vin oder V5 anschließen. Ich habe ein Schaltnetzteil / Netzteil 50W 5V 10A von MeanWell Typ RS-50-5 das ich sehr präzise auf die 2. Nachkommerstelle einstellen kann. An diesem Netzteil wird neben dem Arduino auch ein PI Zero hängen. Das heisst ich bin nicht sehr flexibel mit der Adjustierung des Netzteils. Alle geschalteten Relais bekommen auch ihre Schaltspannung über das Netzteil, also galvanisch getrennt. Am Arduino hängen noch 3 Schieberegister die sowohl die Relais wie auch LEDs steuern.

Was ich weiß:
1. Vin erwartet eigendlich min 7V, der Arduino läuft aber wohl auch mit 5V an Vin.
2. Pin V5 braucht exakt 5V sonst wird der Arduino gegrillt.

zu 1:
an dem System hängt auch eine Brunnenpumpe die über ein Relais geschaltet wird. Wenn nun der Arduino möglicherweise mit 5V am Vin nicht stabil läuft, kann es mich meine Brunnenpumpe kosten, da sie auf Grund der aktuellen Grundwassersituation vor Ort Gefahr läuft trocken zu laufen, was genau der Arduino unter anderem abfangen soll.

zu 2:
Was bedeutet exakt 5V? Ist es 5,00V oder 5,0V, soll heißen wären 5,09V noch ok? Oder sogar 5,2V?

Wie zuverlässig läuft der Arduino mit 5V am Pin Vin?
Welchen Spannungsbereich darf/muss ich am V5 anlegen, sollte ich mich dafür entscheiden?

Viele Grüße
Heiko

Peter-CAD-HST

Moin alti70

für Arduinos, die mit einer externen Spannung versorgt werden, zb 12V, baue ich mir immer einen Spannungsversorgung mit einem 7805 Spannungsregler auf.

Miit der Ausgangsspannung vom Spannungsregler "fütter" ich den Arduino am 5V Eingang.

Gruss Peter

und gesund bleiben

KISS Q&D - keep calm and carry on - mind the gap - beware of sharks! -

postmaster-ino

Hi

V5 wäre mir noch NIE aufgefallen - soll wohl '5V' andeuten und steht für 'Fünf Volt'.
Dieser Pin ist DER 5V-Pin, entweder zur Entnahme von geringen Strömen für Sensoren o.Ä. bei Versorgung per Vin, oder zur Einspeisung der sauberen 5V.
In welchem Bereich diese 5V variieren dürfen, steht im Datenblatt des verwendeten µC - aber auch 4,8V werden den Arduino nicht direkt umbringen, ob 5,2V noch 'im grünen Bereich' liegen, sagt das Datenbatt.

Dein Netzgerät kannst Du auf die 2.te Nachkommastelle genau einstellen - hast Du auch ein Messgerät, Welches dahinten nicht nur Schätzwerte anzeigt?
Der Arduino selber könnte z.B. auch 10 Nachkommastellen anzeigen - die schiere Anzahl sagt leider nicht wirklich etwas über die angezeigten Werte.

Vin - an diesem Pin werden Spannungen ab 7V aufwärts zur Versorgung benutzt, allerdings so Wenig, wie möglich!!
ALLES, was dort über 5V liegt, muß 'verheizt' werden - und Das wort-wörtlich!
Auch kann der Arduino-eigene Spannungsregler nicht wirklich viel Strom liefern - Das reicht für den Arduino, Viel für externe Sensoren ist Da nicht mehr drin, da auch von diesen 5V das 'zu Viel' verheizt werden muß.
Also: Wenn möglich: saubere 5V auf den 5V-Pin.

In wie fern 'kann Es Dich Deine Brunnenpumpe kosten'?
Der Arduino hat KEINE Spezifikation für sicherheitsrelevante Anwendungen (zumindest die AVR).

Wenn Du an Vin nur 5V anschließt, kommen am Arduino auf jeden Fall WENIGER an - der Spannungsregler hat eine Drop-Spannung - da 'mindestens 7V an Vin' gefordert sind, wird diese Drop-Spannung wohl bis zu 2V betragen.
Ob Dein Arduino mit 3V noch sauber läuft, darf bezweifelt werden.

MfG

@Peter
Wesentlich sinnvoller ist ein Schaltregler auf 5V - bisher hat die Qualität der 5V immer ausgereicht.
Wenn nicht (oder Audio ins Spiel kommt) per Schalt-Regler auf 7V und Diese per Längsregler (aka 7805) auf 5V.
Die Spannung des Schaltregler hat, wie der Name vermuten lässt, 'Wobbel' drin.
Hinter einem Längs-Regler ist die Spannung glatt, wie ein Baby-Popo.
Schaltregler: große Spannungsunterschiede mit wenig Leistungsverlust - also hoher Wirkungsgrad
Längsregler: ALLES, was ZU-VIEL ist, wird verheizt, mindestens die Drop-Spannung muß 'zu viel' vorhanden sein - mit dem Strom multipliziert ergibt sich die Abwärme in W(Watt), Die das Gehäuse (auf dem Arduino irgend ein SMD-Winzling) abführen können muß. Hier: Je größer der Strom UND je grö0er die Spannungsdifferenz, desto bescheidener der Wirkungsgrad.
Auch können Längsregler NUR runter regeln.
Schaltregler gibt's für beide Richtungen.
Dein Problem, Dein Sketch, Deine Bilder.
Ob ich ohne Diese an Deinem Problem arbeiten will, entscheide aber immer noch ich.
Große Buchstaben? Immer wieder, neben Punkt und Komma, gerne gesehen.

HotSystems

Hallo,

deine Frage zur Spannungsversorgung werden sehr gut in den jeweiligen Datenblättern Uno und Atmega328 beantwortet.
Zum Vin, der braucht min. 7Volt damit der Uno stabil arbeitet. Alles darunter ist keine sichere Funktion gewährleistet.
Gruß Dieter

I2C = weniger ist mehr: weniger Kabel, mehr Probleme. 8)

Peter-CAD-HST

Hi

V5 wäre mir noch NIE aufgefallen - soll wohl '5V' andeuten und steht für 'Fünf Volt'.
Dieser Pin ist DER 5V-Pin, entweder zur Entnahme von geringen Strömen für Sensoren o.Ä. bei Versorgung per Vin, oder zur Einspeisung der sauberen 5V.
In welchem Bereich diese 5V variieren dürfen, steht im Datenblatt des verwendeten µC - aber auch 4,8V werden den Arduino nicht direkt umbringen, ob 5,2V noch 'im grünen Bereich' liegen, sagt das Datenbatt.

Dein Netzgerät kannst Du auf die 2.te Nachkommastelle genau einstellen - hast Du auch ein Messgerät, Welches dahinten nicht nur Schätzwerte anzeigt?
Der Arduino selber könnte z.B. auch 10 Nachkommastellen anzeigen - die schiere Anzahl sagt leider nicht wirklich etwas über die angezeigten Werte.

Vin - an diesem Pin werden Spannungen ab 7V aufwärts zur Versorgung benutzt, allerdings so Wenig, wie möglich!!
ALLES, was dort über 5V liegt, muß 'verheizt' werden - und Das wort-wörtlich!
Auch kann der Arduino-eigene Spannungsregler nicht wirklich viel Strom liefern - Das reicht für den Arduino, Viel für externe Sensoren ist Da nicht mehr drin, da auch von diesen 5V das 'zu Viel' verheizt werden muß.
Also: Wenn möglich: saubere 5V auf den 5V-Pin.

In wie fern 'kann Es Dich Deine Brunnenpumpe kosten'?
Der Arduino hat KEINE Spezifikation für sicherheitsrelevante Anwendungen (zumindest die AVR).

Wenn Du an Vin nur 5V anschließt, kommen am Arduino auf jeden Fall WENIGER an - der Spannungsregler hat eine Drop-Spannung - da 'mindestens 7V an Vin' gefordert sind, wird diese Drop-Spannung wohl bis zu 2V betragen.
Ob Dein Arduino mit 3V noch sauber läuft, darf bezweifelt werden.

MfG

@Peter
Wesentlich sinnvoller ist ein Schaltregler auf 5V - bisher hat die Qualität der 5V immer ausgereicht.
Wenn nicht (oder Audio ins Spiel kommt) per Schalt-Regler auf 7V und Diese per Längsregler (aka 7805) auf 5V.
Die Spannung des Schaltregler hat, wie der Name vermuten lässt, 'Wobbel' drin.
Hinter einem Längs-Regler ist die Spannung glatt, wie ein Baby-Popo.
Schaltregler: große Spannungsunterschiede mit wenig Leistungsverlust - also hoher Wirkungsgrad
Längsregler: ALLES, was ZU-VIEL ist, wird verheizt, mindestens die Drop-Spannung muß 'zu viel' vorhanden sein - mit dem Strom multipliziert ergibt sich die Abwärme in W(Watt), Die das Gehäuse (auf dem Arduino irgend ein SMD-Winzling) abführen können muß. Hier: Je größer der Strom UND je grö0er die Spannungsdifferenz, desto bescheidener der Wirkungsgrad.
Auch können Längsregler NUR runter regeln.
Schaltregler gibt's für beide Richtungen.
Moin

und Danke für deinen Hinweis auf einen Schaltregler.

Und hierzu gleich die Frage:

Sind Schaltregler genauso fehlertolerant wie ein Längsregler ?

Gruss Peter
KISS Q&D - keep calm and carry on - mind the gap - beware of sharks! -

postmaster-ino

Hi

In wie fern fehlertollerant?
Wenn ein 7805 am Ausgang mehr Spannung als am Eingang hat, 'geht Der durch' - weshalb man ja gerne die 'Doofheits-Diode' in Gegenrichtung über den Längsregler schaltet, daß bei Überspannungen >0,7V (Fluss-Spannung SI-Diode) Diese zum Eingang durchgeleitet wird - diese 'Überspannung' kann der Längsregler ab und überlebt.
Bekommt man ganz leicht, wenn die Kapazität auf der Sekundär-Seite (wesentlich) größer ist, als auf der Primär-Seite - fällt die Versorgung weg, ist am Eingang keine Spannung mehr, am Ausgang sind die Kondensatoren aber noch prall gefüllt.

Ich habe bestimmt auch schon einen der Schaltregler verpolt angeschlossen und mir sind auch schon Einige per Überlast durchgegangen (parallel schalten kann man die Dinger nicht (zumindest nicht 'einfach so') - bei den ganz Billigen vom fC wird nämlich der aktuelle Strom an Minus gemessen, die Regelung greift aber im Plus-Zweig.
Bei Parallel-Schaltung ist nicht gewiss, welcher Strom durch welchen GND zurück fließt - das Gelump zerstört sich recht schnell ;)

Thermale Abschaltung (also 'runterdimmen' beim 7805) machen die Schaltregler, Die ich kenne, nicht - Die sterben, wenn's zu viel wird.
Vorher verbrennt man Sich noch ordentlich die Finger - netter Nebeneffekt: Es riecht nach Schnitzel :)

MfG
Dein Problem, Dein Sketch, Deine Bilder.
Ob ich ohne Diese an Deinem Problem arbeiten will, entscheide aber immer noch ich.
Große Buchstaben? Immer wieder, neben Punkt und Komma, gerne gesehen.

DrDiettrich

Meine Kurzfassung:

Ein Arduino läuft prinzipiell mit 1,8-5,5V, mit 16MHz allerdings nur mit etwa 4-5,5V.

Hinter dem Rundstecker sitzt ein Spannungsregler, der mit mindestens 7V gefüttert werden sollte. Was bei 5V Eingangsspannung herauskommt und womit der Arduino läuft kann man am 5V Pin messen.

Der 5V Eingang macht Probleme, wenn der Arduino auch vom USB Anschluß versorgt wird, und beide Spannungen nicht gleich sind - Kurzschluß! Beim Betrieb über den Rundstecker mit mindestens 7V wird die USB Spannung abgekoppelt, da gibt es keine solchen Probleme. Auch längere Leitungen oder mehrere Verbraucher am 5V Pin können Probleme bereiten, insbesondere könnten dann gefährliche Spannungsspitzen >5,5V auftreten.

Wenn Relais oder Motoren vom selben Netzteil versorgt werden, dann sind die nicht galvanisch getrennt! Da empfehlen sich getrennte Netzteile oder ein Netzteil mit höherer Spannung, das dann auch an die Rundbuchse angeschlossen werden kann.

Schaltregler sind oft nicht so stabil wie Längsregler, das kann je nach Typ recht unterschiedlich sein.

Peter-CAD-HST

Hi

In wie fern fehlertollerant?
Wenn ein 7805 am Ausgang mehr Spannung als am Eingang hat, 'geht Der durch' - weshalb man ja gerne die 'Doofheits-Diode' in Gegenrichtung über den Längsregler schaltet, daß bei Überspannungen >0,7V (Fluss-Spannung SI-Diode) Diese zum Eingang durchgeleitet wird - diese 'Überspannung' kann der Längsregler ab und überlebt.
Bekommt man ganz leicht, wenn die Kapazität auf der Sekundär-Seite (wesentlich) größer ist, als auf der Primär-Seite - fällt die Versorgung weg, ist am Eingang keine Spannung mehr, am Ausgang sind die Kondensatoren aber noch prall gefüllt.

Ich habe bestimmt auch schon einen der Schaltregler verpolt angeschlossen und mir sind auch schon Einige per Überlast durchgegangen (parallel schalten kann man die Dinger nicht (zumindest nicht 'einfach so') - bei den ganz Billigen vom fC wird nämlich der aktuelle Strom an Minus gemessen, die Regelung greift aber im Plus-Zweig.
Bei Parallel-Schaltung ist nicht gewiss, welcher Strom durch welchen GND zurück fließt - das Gelump zerstört sich recht schnell ;)

Thermale Abschaltung (also 'runterdimmen' beim 7805) machen die Schaltregler, Die ich kenne, nicht - Die sterben, wenn's zu viel wird.
Vorher verbrennt man Sich noch ordentlich die Finger - netter Nebeneffekt: Es riecht nach Schnitzel :)

MfG
Moin

super Erklärung.

Somit werde ich weiterhin mit Längsreglern basteln.

Man kann sich auch ganz ordenlich die Finger an einem Längsregler verbrennen, sogar mit einen Schraubenmuster, aber es schnuppert nicht nach Schnitzel :)

Gruss Peter
KISS Q&D - keep calm and carry on - mind the gap - beware of sharks! -

uwefed

Quote
Was ich weiß:
1. Vin erwartet eigendlich min 7V, der Arduino läuft aber wohl auch mit 5V an Vin.
2. Pin V5 braucht exakt 5V sonst wird der Arduino gegrillt.
1) Nein läuft nicht mit 5V an Vin.
2) Die Versorgungsspannung des Controllers geht von 1,8V bis 5,5V. Es gibt aber einen Unterspannungskontrolle mir einstellbaren Werten und eine Absenkung der Max Taktfrequenz in Funktion der Versorgungsspannung.
Du kannst ohne Probleme den Arduino an die 5V des Netzteils anschließen. Ein Raspberry ist hier sehr viel empfindlicher als ein Arduino.
Wenn Du 5V in den 5V PIn einspeist darfst DU aber nicht gleichzeitig den Arduino über USB an einen PC anschließen. Da würden die 5V zusammengeschaltet und weil diese nie ganz gleich sind fließen Ausgleichsströme.  Abhilfe bietet ein USB kabel mit Durchtrennten 5V Leitung (roter Kabel).

Grüße Uwe

SpaghettiCode

Hi,

bei einem UNO gehe ich davon aus, daß der BOD (Unterspannungsüberwachung) ab 4,3V zuschlägt.
Ich persönlich verstehe unter 5V alles mit plus/minus 5% wie es bei TTL mal üblich war, die üblichen Verdächtigen haben aber meist nur plus/minus 0,5%

Gruß André

DrDiettrich

Ich bin etwas skeptisch: Was macht dieser Standard-BOD bei Unterspannung?

uwefed

#11
Apr 19, 2020, 01:26 pm Last Edit: Apr 19, 2020, 01:27 pm by uwefed
Ich bin etwas skeptisch: Was macht dieser Standard-BOD bei Unterspannung?
Hält den ATmega in RESET bis die Versorgungsspannuung wieder über dem Grenzwert ist. Danach startet der ATmega wie zB bei einem manuellen Reset oder Einschalten der Versorgungspannung.
 
Grüße Uwe

alti70

Zunächst einmal vielen Dank für die vielen und schnellen Antworten.

Und noch ein paar erklärende Worte:
Mich kostet es die Brunnenpumpe, wenn sie zulange trocken läuft. Ich habe einen Durchflußmesser am Arduino angeschlossen und sobald der Durchfluss sinkt, schaltet der Arduino die Pumpe. Ich weiß, dass man bei Fehlfunktion nur sich selber verantwortlich machen kann (bzl. Spezifikation für sicherheitsrelevante Anwendungen) aber man muss es ja nich provozieren :).
Den USB Anschluss brauche ich zum Glück nicht, da der Arduino über den PI Zero über die PINs 1 und 2 gefüttert wird.
Deshalb werde ich aller voraussicht nach den PIN 5V (ich nenne ihn immer V5 um ihn als PIN und nicht als Stannung zur verwechseln) verwenden.

Alternative wäre mit einen Step-Up (MT3608 DC-DC Netzteil Adapter Step up) von 5V auf 7V über den Vin zu gehen, wäre aber Energieverschwendung.

Eine Frage noch zur galvanischen Trennung:
Ich habe diesen Anschluß gewählt/wählen müssen, weil die 12 Relais über die Schieberegister gesteuert werden und ab dem 3 Relais der Strom aus dem Schieberegister nicht mehr reichte zum schalten. Wenn ich jetzt die Relais von außerhalb des Arduino mit Strom versorge, wieso ist dann die galvanischen Trennung nicht gegeben?

Viele Grüße
Heiko

Deltaflyer

Einen Arduino über den 5V zu speisen kann aber auch noch einen weiteren nachteil haben. Wenn mann versucht, den Arduino innerhalb des fertigen systems über USB zu flashen, und dabei die Spannungversorgung am 5V abschaltet, wird der USB unter Umständen überlastet, wenn Relais und andere Verbraucher an 5V hängen. denn die Spannung die am USB rein geht, kommt ja, (etwas reduziert) am 5V wieder raus und versucht dort alle dranhängenden Verbraucher mit zu versorgen.

Hatte da zum Beispiel erst kürzlich den Effekt, dass ich bei nem Nano-Klone feststellen musste, dass die Schotky-Diode, die sich in der Plusleitung vom USB befindet, sehr heiss wird, sobald ich das Gerät an den PC/Laptop oder ein USB-Netzgerät hänge, und die Versorgung an 5V fehlt.
Also auch deshalb sollte man in Fällen, wenn die Hauptversorgung über den 5V-Pin erfolgt, ein USB-Kabel mit abgetrenntem Plus verwenden.

LG Stefan

postmaster-ino

Hi

Dagegen kann man ja einen Notfall-Jumper einlöten, mit Dem der Arduino +5V-seitig von der Platine getrennt wird.

MfG
Dein Problem, Dein Sketch, Deine Bilder.
Ob ich ohne Diese an Deinem Problem arbeiten will, entscheide aber immer noch ich.
Große Buchstaben? Immer wieder, neben Punkt und Komma, gerne gesehen.

Go Up