روش‌های تغذیه آردوینو | معرفی 4 روش مختلف و کاربردی

از آردینو در بسیاری از پروژه‌های الکترونیکی و مبتنی بر انواع سخت‌افزارها و نرم‌افزارها استفاده می‌شود. آردوینو، در واقع یک نوع میکروکنترلر است که بستر نرم‌افزاری و سخت‌افزاری لازم را برای ساخت پروژه‌های سخت‌افزاری که با محیط تبادل دارند، فراهم می‌کند. پلتفرم منبع‌باز و میکروکنترلر تک‌بردی آن بخش سخت‌افزاری را تشکیل می‌دهند و امکان پیاده‌سازی انواع ایده‌های الکترونیکی را فراهم می‌کند. یکی از مهم‌ترین مباحث مرتبط با پیاده‌سازی ایده‌های مبتنی بر الکترونیک با این میکروکنترلر، تغذیه آردوینو به‌روش‌های مختلف و البته کاربردی است. متخصصان، در اکثر اوقات با استفاده از پورت USB به تغذیه آردوینو می‌پردازند و شاید شما هم همین کار را می‌کنید.

اما جالب است بدانید که تغذیه آردوینو با پورت USB، تنها روش نیست و 4 راهکار بهتر دیگر هم برای این کار وجود دارند. در این مقاله از فروشگاه آنلاین جم ترونیک، به‌سراغ روش‌های مبتکرانه تقویت آردوینو و تغذیه برد UNO رفته‌ایم. اگر این تکنیک‌های خلاقانه و کاربردی را در هر پروژه الکترونیکی به‌کار بگیرید، می‌توانید از روش‌های تغذیه انعطاف‌پذیرتری بهره‌مند شوید.

 

روش اول: تغذیه آردوینو با USB

پورت USB آردوینو Uno را می‌توان به یک دستگاه یا پورت یو‌اس‌بی متصل کرد که می‌تواند یک خروجی 5 ولتی پایدار مثل کامپیوتر، پاوربانک و یا شارژر USB را پشتیبانی کند. با استفاده از کابل USB، می‌توان نیاز به منابع تغذیه خارجی را از میان بردارید. این در حالی است که اگر نیاز فعلی مدار آردوینو کم‌تر از مقدار مورد نیاز درگاه یا پورت USB کامپیوتر باشد، می‌توان با استفاده از این روش تغذیه، مشکلات را برطرف کرد.

خرید آردوینو Uno

یک پورت USB از نوع 2.0 می‌تواند جریان تا 500 میلی‌آمپر را تأمین کند و این مقدار برای تغذیه آردوینو Uno بیش از حد کافی خواهد بود. بسته به بُرد به‌کاررفته در آردوینو، نوع کانکتور USB هم مکن است متفاوت باشد. برای مثال، آردوینو UNO دارای یک کانکتور USB از نوع B است و این در حالی است که آردوینو nano از کانکتورهای USB mini-B تشکیل شده. در ادامه به انواع کانکتورهای USB برای تغذیه همه بردهای آردوینو می‌پردازیم:

انواع بُردهای آردوینو	نوع کانکتور USB
Arduino UNO, Mega, Uno Wi-Fi	USB Type B
Arduino Nano	USB Mini B
Arduino Leonardo, Mico, Nano Every, Nano BLE, Mkr Zero, Due, MKR Vidor 400, Arduino Zero, Nano IoT, MKR FOX 1200, MKR WAN 1300/1310, MKR GSM 1400, MKR Wifi 1010, MKR NB 1500, Nano RP2040 Connect	Micro USB
Arduino Portenta H7	USB Type C

 

روش دوم: تغذیه آردوینو با پاور جک

 

آردوینو یونو و بسیاری از بردهای دیگر، مجهز به یک پاور جک 2.1 میلی‌متری DC استاندارد هستند. آردوینو یونو ولتاژ 7 الی 12 ولتی را از طریق این پورت می‌پذیرد و تنظیم‌کننده ولتاژ آن‌بُرد آن را تا 3.3 و 5 ولت مورد نیاز تنظیم می‌کند. پین مرکزی مثبت است و قسمت بیرونی آن به زمین متصل می‌شود. برای تغذیه آردوینو می‌توان از هر آداپتور نوع AC-DC از نوع 12 ولتی با ولتاژ خروجی مناسبت و کانکتورهای ایده‌آل استفاده مرد.

البته می‌توان از یک باتری 9 ولتی هم برای تغذیه آردوینو یونو با کمک کانکتور اتصالی به جک پاور DC هم استفاده رد. این روش به ما این امکان را می‌دهد که از آردیونو به‌عنوان یک دستگاه قابل حمل استفاده مینم. زمانی که ولتاژ اصلی در دسترس نباشد، این روش می‌تواند کاربردی‌ترین راهکار برای تغذیه آردوینو محسوب شود. از آنجایی که باتری‌های 9 ولتی ارزان و به‌راحتی در دسترس هستند، این گزینه برای پروژه‌هایی که قرار است در مناطق دورافتاده انجام شوند، کاربردی خواهد بود.

همچنین بخوانید: 10 نکته مهم در مورد تفاوت رزبری پای و آردوینو

 

روش سوم: استفاده از پین Vin در آردوینو

شما می‌توانید آردوینو را از طریق پین Vin هم تغذیه یا تقویت کنید. پین Vin از جریان ورودی 7 تا 12 ولت پشتیبانی می‌کند و مستقیماً به ریل مثبت کانکتور DC متصل می‌شود. برای این‌که درک بهتری در مورد رتبه‌بندی جریان ورودی پین Vin داشته باشید، نگاهی به این جدول بیندازید:

قدرت	مشخصات
7 الی 12 ولت	ولتاژ
800 میلی‌آمپر	جریان جاری

 

روش چهارم: تغذیه مستقیم آردوینو با پین 5 ولتی

خبر خوب این است که امکان تغذیه مستقیم آردوینو با استفاده از یک منبع تغذیه 5 ولتی هم وجود دارد. البته به‌خاطر داشته باشید که جریان 5 ولتی این منبع تغذیه باید ثابت و تنظیم‌شده باشد. پایه یا پنی 5 ولتی تمامی اقدامات ایمنی روی بُرد آردوینو از جمله فیوز، حفاظت از قطبیت معکوس، انتخاب برق ورودی و تنظیم‌کننده‌های ولتاژ را دور می‌زند.

با تمامی این اوصاف، اگر ورودی برق از 5 ولت (حداکثر تا 5.5 ولت) بیشتر شود یا قطبیت معکوس اتفاق بیفتد، ممکن است که آسیب‌های جدی به بُرد وارد شوند. در نتیجه توصیه می‌شود که در استفاده از این روش برای تقویت آردوینو بسیار مراقب باشید و تمامی نکات لازم را در نظر بگیرید. پایه یا پین 5 ولت بین پایه‌های 3.3 ولت و قسمت GND قرار گرفته است. برای درک بهتر مشخصات ولتاژ و جریان برق در این مبحث به این جدول نگاهی بیندازید:

قدرت	مشخصات
5 ولت	ولتاژ
بدون محدودیت	جریان جاری

 

آیا تغذیه آردوینو با جریان 12 ولتی و کابل USB به‌طور هم‌زمان خطرناک است؟

شاید تعجب کنید که بدانید، اگر منبع USB را به پورت USB و منبع ولتاژ 12 ولتی با استفاده از یک جک پاور DC به آردوینو متصل کنیم، چه اتفاقی می‌افتد. ممکن است این سؤال برایتان مطرح شود که آیا این روش، خطرناک نیست؟ پاسخ منفی است؛ چرا که استفاده از این 2 منبع تغذیه به‌صورت هم‌زمان هیچ خطری ندارد و امن است. برد آردوینو از یک طراحی هوشمندانه برای انتخاب برق و جریان ولتاژ ورودی برخوردار شده است.

هنگامی که منبع تغذیه در جک پاور DC قرار می‌گیرد، مدار مقایسه‌کننده از نوع Mosfet باعث خاموشی P-Channel می‌شود و منبع USB را از برد آردیونو قطع خواهد کرد. وقتی هم که ورودی برق دیگری در دسترس باشد، مدار Mosfet روشن می‌شود و تغذیه آردوینو با استفاده از USB انجام خواهد شد.

 

نحوه تغذیه آردوینو با استفاده از باتری

اگر نمی‌خواهید پروژه الکترونیکی شما به برق اصلی وابسته شود، می‌توانید به‌سادگی از یک باتری و جک پاور DC یا پین Vin استفاده کنید. برای مثال، می‌توانید از یک باتری 9 ولتی نوع 6F22 و یک جک پاور با استفاده از یک کانکتور 2.1 میلی‌متری، برای تقویت آردینو کمک بگیرید. همه این راهکارها روش‌هایی هستند که معمولاً برای تغذیه و تقویت آردوینو به‌کار گرفته می‌شوند.

 

چگونه می‌توان بُردهای آردوینو را باتری لیتیومی 3.7 ولتی تغذیه کرد؟

 

از آنجایی که امروزه اکثر ابزارهای الکترونیکی از باتری‌های Li-ion و یا Li-po برخوردار شده‌اند، آیا می‌توان از باتری 3.7 ولتی لیتیوم یومی برای تقویت آردوینو استفاده کرد؟ در واقع شما می‌توانید با استفاده از یک باتری 3.7 ولتی، آردوینو را تغذیه کنید، اما این راهکار پیشنهادی ما و سایر متخصصان نیست. اکثر میکروکنترلرها دارای ولتاژ کاری توصیه‌شده‌ای هستند که با توجه به فرکانس کاری مخصوص کار می‌کنند.

اگر می‌خواهید آردوینو را روی باتری 3.8 ولتی اجرا کنید، توصیه ما این است که فرکانس ساعت آن را کاهش دهید تا امکان تأخیر سیلیکون و مشکل عملکرد آن کاهش پیدا کند. اگر می‌خواهید برد آردوینو را با میکروکنترلر Atmega328p مثل آردیونو یونو یا نانو تغذیه کنید، بهتر است که آن را به‌جای 16 مگاهرتز که فرکانس کاری معمولی در بین تراشه‌هاست، با نرخ کلاک مطمئن 8 مگاهرتز به اجرا برسانید.

بعضی از بردها دارای سوکت باتری Li-Po یا لیتیوم یون پلیمر هستند که به‌صورت ذاتی از این نوع باتری‌ها پشتیبانی می‌کنند. برای مثال، بردهای MKR (البته به‌جز MKR FOX و WAN 1300) دارای این ویژگی‌ها هستند. برای آن دسته از بردها می‌توان از باتری 3.7 ولتی به‌صورت مستقیم و بدون هیچ‌گونه نگرانی در مورد فرکانس ساعت آن‌ها استفاده کرد.

شما می توانید برای خرید بردهای خانواده آردوینو Arduino کلیک کنید.

تغذیه آردوینو با پنل خورشیدی

تا زمانی‌که ولتاژ و جریان خروجی برق صحیح باشند، می‌توان تغذیه آردوینو را با استفاده از پنل‌های خورشیدی هم انجام داد. روش توصیه‌شده استفاده از شارژر برای شارژ باتری از پنل خورشیدی و تأمین انرژی آردوینو از باتری است. به‌طوری که حتی اگر در شب یا حتی با وجود نور کم خورشید، پروژه‌های الکترونیکی شما به‌خوبی کار خواهند کرد.

در تنظیمات مربوط به مدار آردیونو با استفاده از انرژی خورشیدی، ولتاژ پنل خورشیدی به ماژول شارژر ورود پیدا می‌کند و ماژول شارژر، باتری را شارژ خواهد کرد. سپس باتری به کانکتور جک پاور DC یا پین Vin متصل خواهد شد. این راه‌اندازی برای پروژه‌هایی که در مناطق دورافتاده هستند و از منابع تغذیه پایدار برخوردار نشده‌اند، مناسب تلقی می‌شود. برای مثال، این روش بهترین راه برای تأمین انرژی یک ایستگاه مانیتورینگ 24*7 محسوب خواهد شد.

 

بهترین روش برای تغذیه آردوینو چیست؟

بهترین روش برای تقویت آردیونو استفاده از جک پاور DC و یا پین Vin است تا بتوان با از تمامی امکانات ایمنی داخلی بهره‌مند شد. البته بسته به شرایط کاری و نیازهای پروژه می‌توان بهترین گزینه‌ها را از بین سایر راهکارها انتخاب کرد. برای مثال، در پروژه‌ای که تمامی سیستم‌های تنظیم ولتاژ پیاده‌سازی شده‌اند، می‌توان برای تغذیه آردوینو از پین 5 ولتی برای برق‌رسانی استفاده کرد. برای پروژه‌هایی که در صورت قطعی برق و یا در دسترس نبودن برق نیاز به پشتیانی دارند، می‌توان از پنل خورشیدی با باتری و شارژر هم بهره‌مند شد.

شما می‌توانید با استفاده از خدمات و ابزارهای الکترونیکی موجود در فروشگاه آنلاین جم ترونیک، نیازهایتان را برای راه‌اندازی پروژه خود برطرف کنید. جم ترونیک، فروشگاه آنلاین قطعات الکترونیکی و رباتیک است و اگر سفارش‌های بالای 2 میلیون تومان را در آن ثبت کنید، از امتیاز حمل رایگان برخوردار خواهید شد. شما می‌توانید در روزهای شنبه تا چهارشنبه (تا ساعت 19) و پنجشنبه‌ها (تا ساعت 14) از طریق شماره‌های 02191307862 و ۰۲۱۹۱۳۰۷۸۶۱ با ما تماس بگیرید.