simples Problem: Ich möchte mit einem Arduino Nano 33 IoT einen Motor steuern und für beides gern nur eine Stromquelle nutzen.
Alles was ich bisher im Netz dazu finden konnte dreht sich immer um 2 unterschiedliche Stromquellen. Meist 2 Batterien mit unterschiedlicher Spannung oder Arduino per USB und Motor per Batterie.
Da mein Projekt aber nicht mobil sein muss (ausnahmsweise keine Drohne oder Roboter ) und ich tatsächlich eine Steckdose zuhause habe, habe ich mich gefragt ob ich nicht einfach dieses Netzteil nehmen kann:
und mir die richtigen Spannungen per Spannungsreglern zuteile (siehe Schaltplan).
Da meine Praxiserfahrungen doch recht überschaubar sind (Programmierer auf Abwegen ) stellen sich mir da noch ein paar Fragen:
Kann ich einen 3.3V und einen 9V Spannungsregler parallel an dieselbe Spannungsquelle hängen? Schmilzt mir einer der beiden weg bzw. bekommt nicht genug?
Wie verhält sich die Schaltung unter Volllast? Angenommen der Motor zieht seine angedrohten 560mA und das Arduino braucht auch alles was es bekommen kann: Könnte es sein das der Controller nicht genug Saft bekommt und aussetzt oder das er zu viel bekommt und Schaden nimmt? (sollte ich evtl. Kondensatoren verbauen oder direkt über den VIN Eingang beim Arduino rein ??)
Mir ist schon klar das 9 + 3,3 nicht 12 ergibt aber wie verhält sich das mit Spannungsreglern parallel geschaltet? Könnte ich auch nur 9V zur verfügung stellen? Muss die Eingangsspannung eines Reglers immer höher sein als der Ausgang? (in meinem Fall LM2937E und LM7809L)
Besten Dank!!
Edit:
Hier die überarbeitete Version (Kommentare der darauffolgenden Posts wurden integriert)
Ich bin mal ganz pingelig zu Dir, weil Du die Begriffe "Strom" und "Spannung" nicht ganz richtig verwendest, das aber der Grund Deiner Frage zu sein scheint.
Bei Deinem Netzteil 12 V 1 A handelt es sich um eine Spannungsquelle, weil die Spannung konstant gehalten wird. Diese Spannungsquelle liefert den Strom je nach Verbraucher zwischen 0 und 1 A. Bei Strömen über 1 A geht vermutlich die Spannung in die Knie oder der Überstromschutz schaltet das Netzteil ab.
Es gibt auch Netzteile als Stromquellen beispielsweise für LEDs, die einen konstanten Strom liefern. Davon soll hier aber nicht die Rede sein.
c3p0:
Kann ich einen 3.3V und einen 9V Spannungsregler parallel an dieselbe Spannungsquelle hängen?
Ja!
c3p0:
2. Wie verhält sich die Schaltung unter Volllast?
Der Gesamtstrom von hier 1 A beim Netzteil darf nicht überschritten werden.
c3p0:
3. ... Könnte ich auch nur 9V zur verfügung stellen? Muss die Eingangsspannung eines Reglers immer höher sein als der Ausgang? (in meinem Fall LM2937E und LM7809L)
Ja! Die minimale Differenz Eingangs- zu Ausgangsspannung steht im Datenblatt.
Für Batteriebetrieb sollte man Spannungswandler (buck converter, step down converter...) statt -Reglern benutzen. Wenn es einen besonders leistungshungrigen Verbraucher gibt, dann sollte man die primäre Spannungsquelle mit seiner Betriebsspannung wählen, damit dort keine Umwandlungsverluste auftreten.
Oh man, ich komme mit diesem Forum noch nicht wirklich klar.
agmue danke für die schnelle Antwort und die Aufklärung! das hilft mir schonmal sehr. Freut mich, dass ich nicht kompletten Murks zusammengeklickt habe
Das mit der Wärmeumwandlung bei Längsregler ist ein guter Punkt. Allerdings werde ich dazu nicht wirklich schlau aus den Datenblättern... Ich würde einfach mal mein Multi vor die Schaltung hängen und schauen was die Komponenten am ende tatsächlich ziehen und welche Wärme die Regler dabei abgeben. Wenn das nicht im Rahmen ist würde ich es mal mit einem step-down convertern probieren... Wahrscheinlich könnte ich mein Netzteil dann einfach auf 9V einstellen und direkt ohne Regler an den Motor hängen. Den step-down converter für das Arduino könnte ich dann einfach parallel schalten. 1A Strom sollte ja für beide reichen richtig?
DrDiettrich ich würde gern auf Batterien verzichten (kaufen, laden, entsorgen) da mein Projekt nicht portabel sein muss.
HotSystems danke für die Hinweise! Hast völlig recht. R2 sollte sicherstellen, dass das Gate im undefinierten Zustand auch entladen ist. Allerdings müsste ich es dazu auch mit dem Gate verbinden (habe die Schaltung angepasst) Bzgl. dem digitalOut beim ESP32: 12mA sollte doch ausreichen um den Mosfet voll durchzuschalten oder?
Der Pulldown Widerstand R2 sollte am Arduino Ausgang hängen, damit er mit dem Strombegrenzungswiderstand R1 keinen Spannungsteiler bildet. Das Gate reagiert nur auf Spannung, nicht auf Strom (außer beim Umladen der Kapazität).
c3p0:
Das mit der Wärmeumwandlung bei Längsregler ...
Die Wärme muß vom Netzteil geliefert werden, steht aber der Elektronik nicht zur Verfügung. Du brauchst also ein größeres Netzteil, nur um Wärme zu erzeugen, das ist nicht effektiv. Das gilt es zu berücksichtigen.
Wenn Du aber den Motor als großen Verbraucher direkt vom Netzteil versorgst, fällt die Wärmeentwicklung am Längsregler für den Arduino nicht ins Gewicht. Nur wenn weitere 3,3 V Peripherie den Strombedarf in die Höhe treiben würde, wäre diese Überlegung wieder relevant.
@agmue der Energieverlust beim Längsregler hat mir jetzt natürlich keine Ruhe gelassen ... deshalb habe ich da jetzt mal ein LM2576 3.3V StepDown converter dazwischen gehangen. Die Effizienz von 80% ist schon eine feine Sache und, wie du schon geschrieben hast, kann der auch besser mit weiteren Verbrauchern umgehen...
Danke euch!
Hier die überarbeitete Version (Kommentare der darauffolgenden Posts wurden integriert)
Mache es so, wie DrDiettrich es Dir vorgeschlagen hat, dann vermeidest Du einen Spannungteiler, den Du nicht willst. Also R2 direkt an den µC-Ausgang. R1 schützt den Ausgang beim Umladen der parasitären Kapazität vom Gate.
Der 10 kOhm Widerstand ist kein Schutz des Arduino oder sonstwasBoard sondern sperrt den MOSFET falls die Betriebsspannung für die Last vorhanden ist aber der MOSFET keine Ansteuerung vom Arduino oder sonstwasBoard bekommt. Das kann passieren weil die Spannungsversorgung des Boards fehlt oder schlicht beim initialisieren das Pin noch nicht als Ausgang geschaltet ist.
Ok, nur damit ich das richtig verstehe. R2 sollte also Gate mit Arduino Ground verbinden richtig? Oder meint ihr Source mit Arduino Ground?
(vielleicht sollte ich den Titel des Posts in "Wie verwende ich einen MOSFET richtig" ändern )
c3p0:
Ok, nur damit ich das richtig verstehe. R2 sollte also Gate mit Arduino Ground verbinden richtig? Oder meint ihr Source mit Arduino Ground?
(vielleicht sollte ich den Titel des Posts in "Wie verwende ich einen MOSFET richtig" ändern )
Richtig, das Gate soll ohne High-Signal aug GND gezogen werden.
Da wäre es besser, wenn der 10k auf der anderen Seite des R1 angeschlossen wird, weil es dann keinen Spannungsteiler bildet, der die Gatespannung noch weiter runter zieht.
Ich würde so einen buck konverter nicht selbst bauen. Das lohnt sich nicht und der Aufbau kann aufgrund hoher Schaltfrequenzen durchaus kritisch sein. Da gibt es reichlich fertige Module. Die sind dann genauso einfach zu händeln wie ein Linearregler.
) und ich tatsächlich eine Steckdose zuhause habe, habe ich mich gefragt ob ich nicht einfach dieses Netzteil nehmen kann:
) stellen sich mir da noch ein paar Fragen:
aber wie verhält sich das mit Spannungsreglern parallel geschaltet? Könnte ich auch nur 9V zur verfügung stellen? Muss die Eingangsspannung eines Reglers immer höher sein als der Ausgang? (in meinem Fall LM2937E und LM7809L)
