Нужно ли использовать конденсатор для сглаживания напряжения при питании микроконтроллера через USB?

Я пытаюсь сделать станок с ЧПУ с Arduino Uno и 3 шаговыми двигателями. Я планирую питать Arduino через USB, но мне нужен источник питания 5 В для трех микроконтроллеров шаговых двигателей. Я не смог найти настенный адаптер на 5 В в ближайшем магазине и надеялся, что USB хватит, так как я не хочу ждать доставки.

Изучая онлайн, кажется, что могут быть скачки напряжения, которые могут повредить микроконтроллеры при питании через USB. Это то, о чем мне нужно беспокоиться? Мне действительно нужно использовать конденсатор? Это мой первый электротехнический проект, поэтому прошу прощения, если это общеизвестно.

Надеюсь, эта диаграмма поясняет, как я собираю эту машину:

Сила будет исходить от крайних правых (красный — сила, черный — земля).

Конкретные драйверы, которые я использую, — это легкие драйверы шагового двигателя, а спецификации можно найти здесь: https://learn.sparkfun.com/tutorials/easy-driver-hook-up-guide .

Но указано, что он работает в системе 5v.

@ Том, похоже, что шаговый двигатель имеет отдельное напряжение контроллера и входное напряжение двигателя, как я предполагаю из формулировки.
@TomCarpenter Я не думаю, что он имеет в виду сами степперы, я думаю, он имеет в виду логику чипа. А4988?

Ответы (2)

РЕДАКТИРОВАТЬ 2:

То, что вы спрашиваете, не имеет смысла. Easy Driver уже имеет свой собственный источник 5 В , который регулируется в зависимости от напряжения, которое вы обеспечиваете для привода шагового двигателя, которое ДОЛЖНО быть между 6 В и 30 В и не менее 2 А, согласно странице Easy Driver. Я бы рекомендовал 20-24В: с драйверами с ограничением по току, чем выше напряжение, тем лучше. Однако это также делает вашу плату уязвимой для скачков напряжения LC, которые, если они превысят максимальное значение 30 В, могут мгновенно разрушить вашу плату. Хотя он имеет развязывающий колпачок на 47 мкФ между Vin и GND, я бы порекомендовал вам дополнить его электролитом на 100 мкФ или более.

Когда на странице продукта написано, что он работает от 3,3 В или 5 В, это означает логические сигналы от вашего Arduino, а НЕ напряжение питания двигателей.

Все это ниже бесполезно, так как плата не имеет логического входа 5В, а сохранена по историческим причинам.

Я предполагаю, что вы используете драйверы A4988 от Pololu .

Если, как я предполагаю, вы питаете ТОЛЬКО источники питания логики драйвера шагового двигателя, то вы можете запустить его от линии USB 5 В.

Однако вы правы, что с USB есть проблемы с шумом. Хотя я сомневаюсь, что всплески достаточны, чтобы повредить драйверы (они не вредят другим 5-вольтовым устройствам, которые вы подключаете к ним), больше беспокоит то, что с несколькими шаговыми драйверами на одной линии, если вы не поместите ~ 0,1 мкФ керамический колпачок на каждом источнике логики, они будут создавать шум, который будет мешать друг другу и приведет к пропуску шагов вашими шаговыми двигателями (это случилось со мной).

РЕДАКТИРОВАТЬ: важные примечания

Конденсаторы ДОЛЖНЫ быть керамическими (часто маленькие желтые диски), НЕ электролитическими (столбцы). Их цель — поглощать сверхбыстрые всплески шума, а керамика избавит от НАМНОГО более высоких частот. Хотя я не думаю, что большой фильтрующий конденсатор очень важен, не помешает поставить электролитический конденсатор емкостью 47+ мкФ на линию 5 В, чтобы поглотить любые большие провалы/всплески.

Если это драйверы Pololu, следуйте инструкциям по настройке на странице продукта, и все будет в порядке (вероятно).

Прошу прощения за путаницу. Я смотрел видео на YouTube из довольно надежного источника, а точнее TinkerNut, и он показал, что система работает от 5-вольтового блока питания ПК. У меня такие же драйвера шагового двигателя, значит у меня либо другая модель, либо я неправильно понял как он подключал блок питания. Он не стал вдаваться в подробности, поэтому я обратился за помощью сюда. Я очень ценю обновленные ответы!

Это зависит от источника USB. Если это ПК, то ток ограничен 500 мА, но хорошо фильтруется. При использовании сетевого адаптера максимальный ток составляет 1 ампер для обычных зарядных устройств и 2 ампера для некоторых смартфонов Samsung.

Настенные бородавки производят пульсацию в несколько мВ на пикс. Отказ от фильтра делает настенные бородавки небольшими, а схемы зарядки телефонов имеют встроенные фильтры. Если вы используете настенную бородавку, я бы добавил катушку индуктивности 100 мкГн 3 А последовательно с линией 5 вольт, а затем конденсатор 100 мкФ 16 вольт от мощность на землю, близко к стене-бородавка.

Если возможно, рекомендуется установить обходные/развязывающие конденсаторы там, где питание USB подключено к вашей плате. Обычно подойдет керамический smd на 0,1 мкФ на 25 вольт. Он будет поглощать местные переходные шумы. Если шум сильный, добавьте керамический конденсатор 4,7 мкФ на 25 В в том же месте.

. . . ну и конечно ВСЕГДА нужны развязывающие конденсаторы
@Отметка. Добавил их в последний абзац. Спасибо за напоминание.