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Arduino Nano - VIN
15.09.2016, 16:44
Beitrag #1
Arduino Nano - VIN
Wen ich meinen Nano mit 12V am UIN speise, hat dieser dann genügend Strom, um 4 Schieberegister (74HC595) anzusteuern ?
Mit den Schieberegistern werden über einen 1K-Widerstand eine Basis von einem BC547 angesteuert. An diesem hängen dann am Kollektor über einen 200R 5LEDs an 12V.

Kann man in der Entwicklungs-Phase den Nano trotzdem am USB anschliessen, wen am UIN 12V anliegen ?
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15.09.2016, 23:26
Beitrag #2
RE: Arduino Nano - VIN
Ich praktiziere das ständig.
Wenn ein Arduino "Fremdversorgt" ist stecke ich USB einfach bei Bedarf dazu. Bisher ist dabei nichts negatives passiert.
Klappt bei mir am uno, mega, nano und promini.

Gruß
Arne

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16.09.2016, 08:52
Beitrag #3
RE: Arduino Nano - VIN
(15.09.2016 16:44)Mathias schrieb:  Wen ich meinen Nano mit 12V am UIN speise,...

Wird ein Nano nicht sehr heiß wenn er 7V verbraten muss?

Gruß
Stephan
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16.09.2016, 12:05
Beitrag #4
RE: Arduino Nano - VIN
(16.09.2016 08:52)StephanBuerger schrieb:  ...
Wird ein Nano nicht sehr heiß wenn er 7V verbraten muss?

Das kann man so pauschal nicht beantworten. Die 7V die der Nano verbraten muss sind nicht das Problem. Der Strom der dabei fließt ist der entscheidende Faktor weil das Produkt aus 7V und dem Strom die Verlustleistung ergibt die der Spannungsregler verbraten muss.

Werfen wir mal den Rechenschieber an.
Der Nano selbst braucht etwa 30mA.
Ein 74HC595 zieht (ohne Last an den Ausgängen) 0,16mA * 4 = 0,64mA
Ein Ausgang der 74HC595 braucht 5V-0,7V (UBE der Transistoren) = 4,3V/1kOhm = 4,3mA. Bei 32 Ausgängen die alle HIGH sind ergibt das 32*4,3mA = 137,6mA
Der Gesamtstrom für den Spannungsregler ist dann 30+0,64+137,6 = 168,24mA

Auf dem Nano ist laut Schaltplan ein UA78M05 als Spannungsregler verbaut. Der kann laut Datenblatt 500mA.
Wenn der jetzt mit 168,24mA belastet ist, ist das voll im grünen Bereich. Der Spannungsregler wird vom fließenden Strom also nicht überlastet.

Der nächste Punkt ist die Verlustleistung.
Bei 7V Spannungsabfall am Spannungsregler ergibt sich eine Verlustleistung bei einem Strom von 168,24mA von 7*168,24mA= 1177,68mW oder ca. 1,2W.
Laut Datenblatt verträgt der Spannungsregler UA78M05 125°C Junction Temperature.

Die Frage ist also: Erreicht die Junction Temperature des UA78M05 so wie er auf dem Nano verbaut ist bei 1,2W Verlustleistung die zulässigen 125°C.
An der Stelle könnte man jetzt noch weiter rechnen, aber weil die Wärmeableitung der Nano-Platine in °C/W unbekannt ist, würde die Rechnung zu keinem Ergebnis führen.

Die oben berechneten Ströme gelten für den schlechtesten Fall. Wahrscheinlich sind sie im realen Betrieb niedriger.

Mein Tipp: Die Stromaufnahme in der 12V Leitung zum UIN-Pin des Nano mal messen. Die Schaltung an 12V betreiben und die Temperatur des Spannungsreglers beobachten. Wie berechnet zerstört der Strom den Spannungsregler nicht. Das ist also unkritisch.
Die Temperatur könnte aber nach einiger Zeit kritische Werte erreichen.

Gruß
Arne

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17.09.2016, 16:53
Beitrag #5
RE: Arduino Nano - VIN
Zitat:Die Temperatur könnte aber nach einiger Zeit kritische Werte erreichen.
Ich habe versuchsweise alle Ausgänge der Schieberegister auf HIGH gestellt. Wobei erst 4 LED-Reihen angeschlossen sind, aber dies sollten eigentlich nicht stören, da der Strom auch so von Basis zu Emitter fliesst.

Der Regler wird dabei recht heiss, man kann gerade noch den Finger kurz bei der LED13 auflegen. Die Spannung steigt auch etwa auf 5,8V. Wen ich aber ein bischen Luft mit dem Mund ran blasse, fällt die Spannung wieder auf 5V.

Es wird wohl besser sein, eine LM7805 extern anzuschliessen.
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17.09.2016, 20:21
Beitrag #6
RE: Arduino Nano - VIN
(17.09.2016 16:53)Mathias schrieb:  ...
Es wird wohl besser sein, eine LM7805 extern anzuschliessen.

Oder den Strom aufzuteilen.
Den Nano über den internen Spannungsregler laufen lassen und die peripheren Komponenten (74HC595 ect.) über einen LM7805. So teilt sich dann auch die Verlustleistung auf.

Ich setze in letzter Zeit gerne diese oder diese Regler ein. Damit gibt es keine Kühlprobleme, auch nicht bei höherer Eingangsspannung.
Damit kann man dann auch den Nano (Uno,Mega) über den +5V Pin versorgen und der interne Spannungsregler wird arbeitslos.

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17.09.2016, 20:27
Beitrag #7
RE: Arduino Nano - VIN
Zitat:Oder den Strom aufzuteilen.
In dem Fall nicht, aber ist für etwas grössere sicher eine gute Idee.
Nebenbei hat dann meine ganze Schaltung, ausgenommen die Anoden der LED-Kette überall 5V.
Die Regler auf dem Link sind recht teuer, wird wohl eine Art Schalt-Netzteil sein.
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17.09.2016, 20:36
Beitrag #8
RE: Arduino Nano - VIN
Ja richtig, das sind beides Step-Down Schaltregler.
Der Preis ist im Vergleich zu einem LM7805 recht hoch, das stimmt schon.
Das relativiert sich aber wieder etwas weil du für den Schaltregler keinen Kühlkörper braucht während der LM7805 bei deiner Anwendung schon einen vertragen könnte.

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