7805 -> Arduino Versorgung und Fremdgerät...

Hallo ihr lieben,

Derzeit soll ich für die Hochschule ein Projekt realisieren “scheitere” aber doch an gewissen Punkten.

Spannungsquelle
Um aus einem Akku/Batteriepack eine konstante 5V Quelle zu machen habe ich den L7805 gefunden.
Dieser ist nun wie folgt Aufgebaut: Dropbox - Error
Ich bin total begeistert das es soweit funktioniert, ohne Last habe ich 4,98V am Ausgang.
Das Problem entsteht sobald ich das Arduino dranhänge, dann habe ich nur noch 4,5V (2-3 LED’s angesteuert).
Da ich leider später die Analogwerte vom einem Fremdgerät einlesen muss ist das mit der “nicht konstanten” Spannung doch recht unpraktisch oder?
Im Datenblatt stand eine Schaltung mit “load regulation” (http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/stmicroelectronics/2143.pdf, Seite 4). Leider weiß ich aber nicht ob dies das richtige ist was ich suche…
Ebenso wurde ich darauf hingewiesen das die Rückführdiode zwischen Aus- und Eingang am L7805 fehlt.
Ein weiteres Problem meiner Schaltung ist, dass wenn ich über den 5V Pin das Arduino Versorge und Zugleich via USB-Kabel dran gehe ich auch Probleme bekomme (Unterschiedliche 5V Potentiale).
Nun könnte ich auch über VIN gehen, aber VIN benötigt mind. 7V (welche ich nicht habe bedingt durch die Versorgung über 4 Batterien á 1,5V).
Und bezüglich der Gelben Leitung auf den Analogeingang. Hiermit möchte ich die Verbleibende Batteriespannung messen. Dazu schalte ich die analogReference “einfach” auf INTERNAL2V56 um (besitze den MEGA 2560).
So ist jedenfalls bisher mein Plan :~.

Das Fremdgerät
Störend kommt hinzu, das ich Analogsignale von einem Fremdgerät einlesen muss. Leider verkraftet dieses Gerät nur 5V ±0,5V (Bauchgefühl).
Ich kann auch nicht den fest Verbauten Spannungsregler vom Arduino nehmen, da dieses Fremdgerät auch noch 5x 5V DC Motoren besitzt =(
So, nun sitze ich da und überlege schon den ganzen Tag wie ich das realisieren kann.

Zusammengefasste Probleme

  • Spannungsversorgung nur “konstant” wenn keine Last vorhanden
  • Wie groß muss RL sein bei Load Regulation? (Wenn überhaupt benötigt)
  • Versorgung Arduino Extern + USB zugleich möglich? (Ohne meine USB-Ports kaputt zu machen)
  • Einlesen der AnalogSignale vom Fremdgerät. (Dazu brauch ich sicherlich den AREF Pin [EXTERNAL].

Im voraus vielen vielen dank für eure Hilfe/Bemühungen.

Haben die LED Vorwiderstände?

Hallo,
Deine 6v Spannungsversorgung ist mehr als grenzwertig, und schreit nahezu
nach Fehlfunktionen. Die Arduino´s benötigen MINDESTENS 5v Versorgungsspannung.
Ich würde 7 bis 7,5v direkt an der dafür vorgesehenden Buchse einspeisen.
Dann gibt es auch keine Probleme mit USB.
Den 7805 sollte man über Vin mit Spannung versorgen können.
Wenn Du extern Motoren versorgen mußt, dann solltest Du einmal den Strom
messen. Ich habe keine Ahnung, was Vin verkraftet.
Gruß und Spaß
Andreas

Hallo Chris2go,

der L7805 bracht zwischen Eingang und Ausgang mindesten 2 besser 2,5V Spannungsdifferenz (-> Datenblatt Dropout Voltage). Du brauchst also idealerweise 7,5V Eingangsspannung. Es gibt spezielle Low-Dropout Spannungsregler, vielleicht kannst du mal danach suchen.
Es gibt Möglichkeiten die Versorgungsspannung als Referenz für die AD Wandler zu messen. Oder du nutzt die interne Referenz von 2,54V und teilst die zu messende Spannung mit einem Spannungsteiler runter.
Wenn du über extern die Spannung einspeist, wird die Spannung von USB nicht weitergeleitet (abgeschaltet).
Wieviel Strom benötigen die 5x 5V Motoren?
Vielleicht macht du mal eine Skizze des kompletten Aufbaus.

Gruß
Reinhard

Chris2go:
Nun könnte ich auch über VIN gehen, aber VIN benötigt mind. 7V (welche ich nicht habe bedingt durch die Versorgung über 4 Batterien á 1,5V).

Dir ist anscheinend nicht klar weshalb da mindestens 7V anliegen müssen. Die Standard Linerarregler wie der 78xx brauchen am Eingang mindestens 2-2.5V mehr wie am Ausgang. Sonst funktionieren sie nicht! Jedenfalls nicht unter Last.

Das kann man mit sogenannten "low drop" Reglern etwas verbessern. Der LM1804-5.0 z.B. hat nur eine Differenz von 1.5V. Also 5V gehen da an 6.5V Eingangsspannung.

Hiermit möchte ich die Verbleibende Batteriespannung messen. Dazu schalte ich die analogReference "einfach" auf INTERNAL2V56 um (besitze den MEGA 2560).

Was man da macht ist die Bandgap-Referenz mit der Versorgungsspannung als Referenzspannung zu messen (was geht wenn man den ADC per Hand anspricht). Dann kann man das gegeneinander verrechnen:
http://provideyourown.com/2012/secret-arduino-voltmeter-measure-battery-voltage/

Sooo,

Zuerst beantworte ich mal Fragen:

Haben die LED Vorwiderstände?

Ja, alle LED's besitzen Vorwiderständen

Wieviel Strom benötigen die 5x 5V Motoren? / Wenn Du extern Motoren versorgen mußt, dann solltest Du einmal den Strom messen. Ich habe keine Ahnung, was Vin verkraftet.

Habe heute mal zum Versuch meine L7805 Schaltung genommen, mit 9V versorgt (über Netzteil) und den Ausgangsstrom und Ausgangsspannung gemessen.
Zur Spannung. Wenn keine Motoren angesteuert werden habe ich Stabile 4.95 Volt (was vollkommen ok ist). Sobald 2 Motoren laufen geht die Spannung auf ca. 4.92 Volt zurück (was auch kein Problem ist).
Ich habe auch keine 5 Motoren, nur 3, aber das ist eine Projekt Arbeit und ich muss mich um die Spannungsversorgung kümmern. Und derzeit sind noch 2 Servos geplant welche auf jedenfall mit verbaut werden müssen. Daher hätte ich einfach gerne etwas "reserve".
Nun zum Strom. Wenn die 2 Motoren "frei" laufen (ohne physikalischen Widerstand) habe ich eine Stromaufnahme von ca. 300 - 400 mA (wenn ich das noch recht in errinnerung habe).
Mit Widerstand (Motoren stoppen durch Handeingriff), Reibung etc. spingt die Stromaufanhme kurzzeitig auf ca. 600mA.
Da kann man schon fast drüber nachdenken den auf dem Arduino verbauen Festspannungswandler direkt zu nutzen welcher 800mA liefert.
Nur mit den zusätzlichen Aufbauten die "geplant" sind kann das zu Problemen führen.

Daher habe ich als neuen Lösungsansatz folgenden:

Statt den 4x 1,5V AA würde ich nun den L7805 mit 6x 1,5V AA versorgen. Dadurch habe ich das Spannungs- und Stromproblem gelöst. Die Konstantspannung von 5V welcher der L7805 würde ich dann auf den 5V Pin vom Arduino führen.
Ebenso habe ich diese 2N4002 Diode mit reingemacht (jedenfalls auf der Zeichnung, habe keine zuhause derzeit).

Das einzige Problem ist dann noch die Gefahr das jemand vergisst die Batterieversorgung abzuschalten und sich mit seinem USB-Kabel zu verbinden...
Mal eine theoreische Frage: Was passiert wenn das Akku Pack dran bleibt und ich das USB-Kabel anstecke? Ich habe dann 2 unterschiedliche 5V Potentiale... was ist die Folge? ich denke die Potentialdifferenz beträgt ja maximal.... 0,1V...
Was kann Kaputt gehen? USB-Port vom PC?

Vielen dank für eure Hilfe,
Chris2go

PS: Ich versuche derzeit auch die Schematic vom mega2560 zu verstehen um selbst herauszufinden was passiert wenn ich das USB-Kabel anstecke, aber im Studium sind wir doch nicht so tief in diese Materie rein. Kann mir daher vielleicht jemand mal etwas genauer erklären wir dieser Auszug zu verstehen ist?