Проект Ардуино. USB+внешний источник питания - работает нормально. Нет USB - все сходит с ума

В дополнение к моему комментарию относительно требования, чтобы напряжение на Arduino Nano$V_{IN}$контакт питания всегда должен быть 7–12 В постоянного тока, вот несколько дополнительных рекомендаций по устранению неполадок.

1. При устранении неполадок с источником питания не используйте вольтметр . ВСЕГДА используйте цифровой запоминающий осциллограф (DSO) (предпочтительно) или аналоговый запоминающий осциллограф с достаточным запасом памяти (если у вас нет DSO), чтобы наблюдать зависимость напряжения источника питания от времени в течение разумного периода времени, например, 200 – 500 миллисекунд.

2. Используя DSO, наблюдайте за нерегулируемым напряжением на выходе Nano.$V_{IN}$контакт ввода питания. Гарантировать$V_{IN}$ никогда не падает ниже минимального входного напряжения регулятора, которое для Arduino Nano составляет 7 В постоянного тока (см. спецификацию для Arduino Nano). Убедитесь, что это нерегулируемое напряжение не создает неприемлемых проблем, таких как: большие скачки напряжения; большая пульсация; напряжение периодически выходит за пределы диапазона 7–12 В пост. тока и т. д.

3. Используя DSO, наблюдайте за напряжением на выводах питания Nano 5 В постоянного тока и 3,3 В постоянного тока, ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. Убедитесь, что напряжение на выводе питания 5 В постоянного тока находится в диапазоне 4,95–5,05 В постоянного тока (см. техническое описание LM1117 ), а напряжение на выводе питания 3,3 В постоянного тока находится в диапазоне 3,267–3,333 В постоянного тока (см. техническое описание LM1117 ). Проверьте наличие больших скачков напряжения, падений напряжения, чрезмерной пульсации и т. д. — т. е. всего, что ненормально на шине питания постоянного тока, что может привести к «зависанию» Arduino или окружающих схем: спонтанные сбросы, аналоговые -сбои цифрового преобразования и т.д.

Один последний комментарий. На веб-странице Arduino Store для Arduino Nano указаны противоречивые значения требуемого диапазона напряжения для VIN. В разделе «Технические характеристики» указано, что требуемый диапазон VIN составляет 7–12 В постоянного тока, что мне кажется разумным (правильным). Но в разделе «Документация> Питание» утверждается, что требуемый диапазон VIN составляет 6–12  В постоянного тока. Эти 6 В постоянного тока НИЖЕ заявленного 6,2 В постоянного тока LM1117IMPX-5.0 (см. техническое описание LM1117 ), что является рискованным делом для серийного продукта. Если VIN даже немного падает ниже 6,2 В постоянного тока, вы получаете «неопределенное поведение» регулятора напряжения Nano LM1117IMPX-5.0.

Некоторые дополнительные мысли и предложения по устранению неполадок.

Мысли

1. В Интернете есть множество статей, в которых обсуждаются проблемы шума источника питания, вызванные соединением аналоговых схем, цифровых схем и компонентов с электрическими шумами, таких как двигатели постоянного тока. В этих статьях обсуждаются различные стратегии снижения шума источника питания в схемах со смешанными доменами. Попробуйте выполнить поиск в Интернете по ключевым словам « заземление смешанных сигналов » или « +заземление смешанных сигналов макетной платы » для статей, связанных с макетными платами. Например: см. статью Уолта Кестера в Analog Dialog под названием «Заземление и развязка: изучите основы сейчас и избавьте себя от горя позже! Часть 1: Заземление» .(nb Воспользуйтесь ссылкой для загрузки, чтобы получить версию этой статьи в формате PDF. Веб-страница обрезает часть информации в конце статьи.)

2. В вашем исходном сообщении не упоминается значение сопротивления вашего потенциометра. Имейте в виду, что эти три потенциометра подключены параллельно к контактам питания 5 В постоянного тока и GND Nano. Например, если каждый потенциометр имеет резистивное (сквозное) сопротивление дорожки 100 Ом, эквивалентное сопротивление этих трех потенциометров, включенных параллельно, составляет 100/3 = 33,3 Ом, что будет непрерывно потреблять около 150 мА от 5-канального датчика Nano. Контакт питания В постоянного тока. Плохо.

3. Убедитесь, что ваши потенциометры подключены правильно, чтобы сквозные клеммы сопротивления «дорожки» каждого потенциометра были подключены к контактам Nano 5 VDC и GND. Убедитесь, что клемма стеклоочистителя каждого потенциометра не подключена ни к контакту 5 В постоянного тока, ни к контакту GND на Nano.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Предложения по устранению неполадок

1. Удалите все периферийные схемы с макетной платы и Arduino Nano, т. е. удалите светодиоды, потенциометры, кнопочные переключатели и серводвигатели.

2. Подключите источник питания 12 В постоянного тока к контактам VIN и GND Nano и запустите свой код на Nano. Используя DSO или вольтметр постоянного тока, контролируйте вывод питания 5 В постоянного тока Nano в течение не менее пяти минут. Убедитесь, что встроенный в Nano линейный регулятор напряжения LM1117IMPX-5.0 не перегревается и не выключается, что может привести к падению напряжения на выводе 5 В постоянного тока Nano до (приблизительно) нуля.

3. Отключите источник питания 12 В постоянного тока от контактов VIN и GND Nano. Переустановите ТОЛЬКО три кнопочных переключателя. Используя процедуру из шага 2, отслеживайте напряжение на контакте питания 5 В постоянного тока Nano в течение пяти минут.

4. Предполагая, что на шаге 3 проблем не обнаружено, выполните следующие действия. Измените исходный код, чтобы включить три светодиода и никогда не выключать их. Оставьте кнопочные переключатели на месте и повторите шаг 3 для трех цепей светодиодов, т. е. в шаге 3 замените «три кнопочных переключателя» на «три цепи светодиодов». Убедитесь, что плата не перегревается при непрерывной работе светодиодов в течение пяти минут.

5. Предполагая, что на шаге 4 проблем не обнаружено, оставьте на месте кнопочные переключатели и светодиоды и выполните шаг 3 для трех потенциометров. Используйте то же программное обеспечение, что и в шаге 4, которое включает светодиоды, но не выключает их. Убедитесь, что плата не перегревается при непрерывной работе этой комбинации цепей в течение пяти минут.

6. Предполагая, что на шаге 5 проблем не обнаружено, оставьте на месте кнопочные переключатели, светодиоды и потенциометры и выполните шаг 3 для двух серводвигателей. Используйте то же программное обеспечение из шага, которое включает светодиоды, но не выключает их. Убедитесь, что плата не перегревается при непрерывной работе этой комбинации цепей в течение пяти минут.

Я добавил диод Шоттки и конденсатор 2200 мкФ перед vin, и это решило проблему. Это правда была проблема с питанием, но я не стал повышать напряжение, просто поставил большой колпачок, и он отлично работает с переменным током. Что касается батареи, то, похоже, я должен попробовать другую или удвоить ее.