Stromversorgung von mehreren Arduino Due

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Hallo an alle Foristen,

ich habe mittels vierer Arduino Dues eine Orgel mit 3 Manualen und Pedal midifiziert. Das funktioniert auch prima. Nun geht es mir um die gezielte Stromversorgung. Momentan habe ich die vier Arduinos an einem 4er USB-Hub, der an meinen PC angeschlossen ist. Dort läuft eine VPO-Software, d.h. Grandorgue. Der PC wird von mir überwiegend für Nicht-Orgel-Tätigkeiten genutzt, d.h. die Arduinos wären immer an.

Nun dachte ich mir, dass es vielleicht sinnvoll wäre, sie nur anzuschalten, wenn sie gebraucht werden, um sie zu schonen und nicht ständig unter Spannung zu haben.

Erste Idee: USB-Hub mit Schaltern. Das war jedoch eine schlechte Idee, weil bei jedem Anschalten im Geräte-Manager der Arduino "nicht migriert" wurde, sodass ich die Midi-Orgel jedes Mal komplett neu in der Software anlernen musste. Vielleicht war der Hub auch ein Billigteil.

Zweite Idee: zurück zum permanent verbundenen 4er USB-Hub. Nun jedoch ist das USB 2.0 Verbindungskabel zwischen Hub und PC insoweit von mir verändert worden, als dass es nur noch über GND und die beiden Datenleitungen verfügt. Der 5V-Strang ist abgeklemmt. Die Ardunios möchte ich gern über ein separates Netzteil mit Strom versorgen. Das hat auch in den Grundzügen so funktioniert. Im Normalzustand ohne Spannungszuführung sind die Ardunions aus, klar. Ich bin im Besitz von zwei Universalnetzteilen. Diese habe ich auf 6V eingestellt und an zwei der vier Arduinos angeschlossen. Die Beobachtung nun: alle Arduinos gehen an und werden im Geräte-Manager als aktiv angezeigt, Orgelsoftware funktioniert auch komplett. Ziehe ich eins von beiden Netzteilen aus der Steckdose, egal welches, leuchten zwar weiterhin die LEDs an allen Arduinos, sie werden jedoch nicht mehr in Windows als Midi-Geräte erkannt.

Schlussfolgerung: Offenbar wird die an einen Arduino angelegte Spannung über die USB-Verkabelung über den Hub mit allen Arduinos geteilt. Des Weiteren reicht wohl der Strom von einem Netzteil nicht aus, es müssen beide aktiv sein, damit vier Arduinos funktionieren (Netzteile sind an Arduino 1 und 2 angeschlossen, 3 und 4 funktionieren problemlos mit).

Das überrascht mich etwas, ich hätte tatsächlich gedacht, dass jeder Arduino die empfangene Spannung für sich behält. Aber gut.

Meine Frage an euch alle ist nun, wie ich die Arduinos am sinnvollsten mit Spannung versorge. Entweder mit einem kräftigen Netzteil und einem 4er-Verteiler wie dem hier?

Oder aber mit einem Netzteil wie diesem, das ich dann direkt auf GND und den 5V Pin der Arduinos klemme?

Danke für eure Hilfe!

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Wieviel Strom verbrauchen denn die Arduinos einzeln/zusammen?

Welche Leistung haben deine Universalnetzteile?

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Wenn du den PC schonen würdest, brächte das erheblich mehr. Im Vergleich zu einem PC mit Netzteil und Lüftern brauchen Arduinos zu gut wie keinen Strom.
Ausgeschaltete Arduinos (Vcc = 0) sollen übrigens über Datenleitungen nichts eingespeist bekommen, das wäre im Problemfall das Gegenteil von "schonend".
Wenn du die Arduinos nur gemeinsam mit dem PC verwendest, würde ich alles so lassen wie es ursprünglich war.

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Danke für die Antworten!

@ Plumps
Gemessen habe ich das nicht. Mit dem momentanen einzigen Zweck, Tastenanschläge zu erkennen, reichen die 500 mA über USB wohl aus, die sich die 4 Arduinos teilen. Bei den Netzteilen hat eins 1,5A, das andere möglicherweise bei 7,5V nur 600 mA. Merkwürdig ist hier tatsächlich, dass hier eins zu wenig war, die 500mA über USB aber ausreichend sind.

@ michael_x
Das mit der Datenleitung bei ausgeschalteten Arduinos ist mir tatsächlich neu. Vor allem, da hier in anderen Threads auch diskutiert wurde, Arduinos über externe Netzteile zu versorgen und dabei die 5V Leitung von USB zu kappen. Oder setzen diese Lösungsansätze immer voraus, dass das Netzteil zeitgleich mit dem PC ausgeschaltet wird? Was passiert denn mit dem Arduino, wenn er ausgeschaltet an einer 3-adrigen USB-Leitung (GND, Daten+, Daten-) hängt?

Das Ganze ist deshalb für mich interessant, weil ich in einer weiteren Ausbaustufe plane, noch weitere Arduinos in das System mit einzubeziehen, die mehrere LEDs schalten sollen, wodurch eine externe Stromversorgung wahrscheinlich sogar notwendig wird. Wie würde man dann denn am besten vorgehen? Wenn die Arduinos so empfindlich auf USB-Datenströme reagieren, müsste man halt immer USB-Kabel an- und abstecken. Nur genau das habe ich über eine Schalterlösung halt versucht zu vermeiden.

Ansonsten ist Stromverbrauch nicht mein Anliegen gewesen. Auch wird es weiterhin dazu kommen, dass der PC unabhängig von den Arduinos genutzt wird. Momentan hängen sie halt immer am USB-Anschluss und sind betriebsbereit, sobald der PC angeht bzw. vlt. sogar, sobald ich die Steckdosenleiste vom PC anschalte (ohne ihn selbst anzuschalten).

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Die unterbrochene 5V-Leitung In USB ist nur für den Programmierprozess gedacht, wenn der Arduino gleichzeitig über 5V direkt versorgt wird. Also die Versorgung ist dabei immer an.
Sonst fließen z.Teil hohe Ausgleichsströme.

Gruß Tommy

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... bezog sich auf die Datenpins des Arduino. Wenn da 5V anliegen und Vcc = 0, ist das außerhalb der Spezifikation ( <Vcc+0,5V ) und die IC internen Schutzdioden leiten die Spannung nach Vcc ab. Das ist eigentlich als Schutz vor statischer Elektrizität gedacht und nötig, aber nicht für hohe Ströme.

Mein Tip bleibt: Wenn mit den Arduinos immer der PC an ist, und die Versorgung über USB ausreicht, lass es so und ignoriere, dass mit dem PC auch mal ein Arduino unnötig an ist.
(Die Maus braucht z.B. auch Strom, wenn sie nicht bewegt wird.)

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Danke für die Antworten!

Dann lass ich die Arduinos angesteckt, der Stromverbrauch ist minimal und daher egal. Wenn es denen auch nichts macht, größtenteils unnütz an zu sein, dann soll es so sein.

@michael_x
An den Daten-Pins, damit meinst du wohl die I/O Pins, liegt standardmäßig keine Spannung an.

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