Alimentation sans PC avec uniquement du 5v

Bonjour

Je realise un montage a base d’un arduino Mega 2560, carte 8 x Relais avec optocoupleur, afficheurs 20x4, Ethernet W5100, carte SD et plusieurs capteurs et quelques led.

Je me pose des questions sur l’alimentation de tout ceci sans PC (et avec aussi)

Je suis parti sur un bloc alimentation sur rail délivrant 5v 2.4A et je pensais naïvement tout alimenter en parallele depuis cette sortie 5v

  • la carte via l’USB (car limité a 500 mA)
  • le Vcc de l’afficheur
  • le retroeclairage de l’afficheur (via potentiometre pour le contraste)
  • la partie puissance des commandes des relais (en enlevant le jumper)
  • le +5 des différents capteurs (PH/ORP/Pression/2 temperatures DS18B20/débit/humidité du sol) ← ici, j’ai un doute
  • le +5 du W5100 (via un regulateur 3.3v)
  • le +5 du lecteur de carte SD

le but est de laisser un maximum de puissance a l’arduino sachant que l’USB va limiter a 500mA

Au niveau puissance, je pense être large au niveau de l’alim mais je suis limite si je passe uniquement par le regulateur de l’arduino d’ou mon montage en parallèle.

J’ai commencé a me perdre dans toutes les explications trouvé ça et la (double alim, alim 12v avec DC-DC 5v, alim direct sur la pin 5v+diode pour brancher sur le PC, etc).

A votre avis, est-ce la bonne manière de faire ou je me plante complètement ?
Et si je me plante, pouvez-vous m’expliquer pourquoi ?

Merci

J'ai du mal à voir ce qui pourrait consommer autant dans ce montage.
As-tu fait la somme des consommations à l'aide des datasheets ?

Rien que le rétroéclairage de l'écran consomme a lui seul plus de 500mA.
Lorsque j'ai vu ça, j'ai commencé a chercher des infos et là c'est le flou total.

Je vais faire un pcb avec des connecteurs pour chaque modules, du coup, je me suis demandé si certains 5v ne pouvaient pas etre tiré en parallèle de l'alimentation de la carte pour eviter de faire sauter le fusible de l'usb.

Apparemment il faut une seconde alimentation mais je ne comprends pas pourquoi. Le retro eclairage ou la partie puissance de la carte relai peuvent tres bien etre alimenté directement avec une autre source, mais pourquoi ne pas utiliser la même que la carte ?

Ne fais pas de fuite en avant, répond aux questions posées.
Commence par établir la liste du matériel avec les tensions et consommations associées et fais un tableau global.
Comme te l'as dit hbachetti les consommations se trouvent dans les datasheets et j'ajoute les informations trouvées dans les notices commerciales et les sites de vente ne sont pas fiables : il faut les datasheets.

Un LCD 20x4 + une MEGA > 500mA ?

Impossible, il y a une erreur quelque part : change de multimètre.

Une MEGA consomme 75mA au maximum.

Ce n'est pas une fuite en avant. Le systeme est amené a évoluer donc je cherche l'alimentation optimal.

Oui, je peux faire la somme des consos, voir si je ne depasse pas les 500mA et roule ma poule.

Mais je veux surtout comprendre pourquoi je ne peux pas alimenter en parallèle la carte et les gros consommateurs a partir de la meme source 5v.

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.gotronic.fr/pj2-sbc-lcd20x4-fr-1440.pdf&ved=2ahUKEwi87qeW1fDhAhUGnxQKHf0ICBIQFjAPegQICBAB&usg=AOvVaw0-5qtrnsK4MnftjQaq2AF8

Rétroéclairage lcd 20x4 est de l'ordre de 180mA

Mais je veux surtout comprendre pourquoi je ne peux pas alimenter en parallèle la carte et les gros consommateurs a partir de la meme source 5v.

Encore une fois : je ne vois pas de gros consommateurs dans ton cas.

Tout alimenter avec une seule alimentation 5V : OK.
Pour déterminer la puissance de l'alimentation : faire la somme des consommations.

Je ne sais pas comment tu mesures un courant de 180mA pour un rétroéclairage.

Chez moin, une MEGA + un afficheur 20x4 : 120mA dont 70mA rien que pour la MEGA.

TheLapin:
Ce n'est pas une fuite en avant. Le systeme est amené a évoluer donc je cherche l'alimentation optimal.

Oui, je peux faire la somme des consos, voir si je ne depasse pas les 500mA et roule ma poule.

Mais je veux surtout comprendre pourquoi je ne peux pas alimenter en parallèle la carte et les gros consommateurs a partir de la meme source 5v.

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.gotronic.fr/pj2-sbc-lcd20x4-fr-1440.pdf&ved=2ahUKEwi87qeW1fDhAhUGnxQKHf0ICBIQFjAPegQICBAB&usg=AOvVaw0-5qtrnsK4MnftjQaq2AF8

Rétroéclairage lcd 20x4 est de l'ordre de 180mA

Bonjour
Comme déjà repondu , je pense que tu ne mesure pas correctement les conso individuelles
et sur çà , tu melange beaucoup de chose

  • le retroeclairage de l'afficheur (via potentiometre pour le contraste)

Rétroéclairage lcd 20x4 est de l'ordre de 180mA

J'utilise ce genre d'afficheur LCD 20X4 avec driver I²C
Je n'en ai pas aujourd'hui sous la main pour mesurer
mais déjà je suis certain de çà :

  • le retroaiclairage est fait par une simple led
  • le potentiometre de reglage du contraste n'a strictement rien avoir avec le rétroéclairage
  • un ensemble LCD+ rétroéclairage activé+ driver I²C ne consommera certainement pas de maniere nominale 180mA

Moi je mesure 120mA pour l'ensemble Afficheur en I2C
Dont 70mA rien que pour la MEGA (afficheur débranché).

L'afficheur consomme donc 40mA (afficheur + rétroéclairage).

Comme c'est un afficheur I2C l'alimentation du rétroéclairage passe par le même fil que l'alimentation de l'afficheur.

Rétroéclairage lcd 20x4 est de l'ordre de 180mA

A mon avis il y a un zéro de trop.

Je n'ai pas mesuré, j'ai lu quelques datasheet (lcd bleu a 180mA, Lcd vert/jaune a 520mA) mais en effet, les datasheet chinois ne sont pas forcement fiable.

Pas grave, je pense que j'ai mal posé la question des le depart : je voulais comprendre pourquoi, avec de gros consommateur 5v, il ne fallait pas mettre en parallele le 5v de la carte (via usb) et celle de ces gros consommateurs.
Et quid du branchement au pc pour la prog si je laisse le reste branché au 5v

(C'est limite indépendent du circuit que je realise actuellement)

A la commutation, les relais vont perturber la ligne 5v qui les alimente.
Impossible de brancher un arduino directement sur la même ligne.

Pas grave, je pense que j'ai mal posé la question des le départ :

Effectivement nous ne nous sommes pas compris.

je voulais comprendre pourquoi, avec de gros consommateur 5v, il ne fallait pas mettre en parallèle le 5v de la carte (via usb) et celle de ces gros consommateurs celui des autres alimentations quelles qu'elles soient.
.......
(C'est limite indépendant du circuit que je réalise actuellement)

Il est impossible de relier deux alimentations en parallèle car il est impossible qu'elles aient en permanence la même tension de sortie.
Celle qui aura la plus forte tension débitera dans l'autre et comme une alimentation c'est fait pour fournir du courant et c'est pas fait pour en absorber cela se passe généralement très mal --> signaux de fumée >:( .

On arrive à le faire mais en ajoutant des systèmes de sécurité.
Si tu regardes le schéma des cartes arduino tu y trouvera des systèmes "anti-retour" pour protéger la sortie USB du PC.
Soit une simple diode en série avec le 5V usb comme dans la nano, soit un circuit plus évolué à base de mosfet et ampli opérationnel comme dans la Uno.

Mais si on ne peut pas mettre des alimentations directement en parallèle on peut en utiliser autant que l'on veut : il suffit de relier tous les pôles négatifs à la masse.
Dans une carte Arduino le pôle négatif de l'alim c'est déjà la masse (Gnd). Les alims sont marquées V+ et V-, ou V+ et gnd si la masse est déjà fixée au pôle négatif.

C'est même recommandé de séparer l'alim pour la puissance, qui souvent ne réclame pas une forte précision et génère des parasites ( par exemple s'il y a des relais), de l'alim des circuits électroniques de commande (comme le microcontrôleur) qui doit délivrer un Vcc propre et relativement précis (± 5%)

A la commutation, les relais vont perturber la ligne 5v qui les alimente.

Les perturbations sont plutôt provoquées par la commutation de la charge 230V surtout s'il s'agit d'un moteur.

Un ARDUINO commandant des relais a simplement besoin d'être bien découplé au plus près de ses broches d'alimentation.

J'ai quelques réalisations à relais et alimentation unique, que ce soit sur ARDUINO ou ESP8266.
Le seul montage qui pose problème est un arrosage automatique, équipé d'une vanne motorisée 230V.
Et encore, la commutation de la vanne ne fait pas planter l'ARDUINO mais l'afficheur LCD 20x4.

Sur mon projet, les relais vont commuter un electrolyseur et un autre relai de puissance pour la pompe.

L'idéal est donc une alim 12v pour la puissance (relais), dessus je colle un buck variable calé a 7v pour rentrer dans le vin de arduino et profiter du regulateur.
Si j'ai besoin de plus de puissance 5v, je mettrais un autre buck 5v

Le tous couplé a des capa pour lisser les parasites.

Je vais faire un schema. Sera plus simple.
Pour le decouplage, vous avez des valeurs de capa ?

Pour le decouplage, vous avez des valeurs de capa ?

Il y a des principes simples :

  • Les perturbations sont aussi bien en fréquences basses qu'en fréquences hautes.
  • Pour les fréquences basses il faut des fortes valeurs de condensateur en µF
  • Un condensateur de forte valeur a un gros volume donc de long fils et l’électrolyte utilisé a de mauvaises performance en fréquences élevée --> conclusion il fait son boulot pour les fréquences basses mais pas pour les fréquences hautes.
  • Pour les fréquences élevées 100 nF conviennent mais bien évidement 100 nF est trop faible pour les fréquences basses.

Il faudra donc mettre deux condensateurs en parallèle pour couvrir le spectre des fréquences à filtrer.

Cet état des lieux terminé voyons ce qui existe :

  • Pour bien découpler en fréquence élevée le mieux est un condensateur céramique de 100 nF. La technologie céramique est excellente : faible inductance parasite et faible résistance série.
  • Pour bien découpler en fréquence basse deux technologies sont possibles : chimique ou aluminium, c'est la plus classique, et Tantale.

La technologie tantale est légèrement plus chère mais est de meilleure qualité : le volume est nettement plus petit à valeur égale en µF et tension de service, l'inductance parasite est réduite et la résistance série est bien plus faible.

Que ce soit avec les aluminiums ou les tantales il faut toujours prendre une marge sur la tension de service. On n'est plus au temps ou il fallait prendre au minimum 2,5 Un, c'est à dire prendre des condensateurs 15V pour fonctionner à 5V mais il est toujours bon de prendre une marge.
Le problème se pose moins avec les céramiques parce que les condensateurs céramiques classiques supportent 60V donc avec nos 3,3V et nos 5 V la marge est déjà là pas la peine d'en ajouter.

En résumé je ne peux dire que ce que je préfère :
Au niveau des modules : 10 µF tantale Un = 10V (6V c'est AMHA trop juste) avec 100 nF céramique
Au niveau des alimentations principales d'entrée de cartes ou des régulateurs et convertisseurs ne pas hésiter à monter à 100 µF toujours avec 100nF céramique.