Muss ich einen Kondensator verwenden, um die Spannung zu glätten, wenn ich einen Mikrocontroller mit USB mit Strom versorge?

Ich versuche, eine CNC-Maschine mit einem Arduino Uno und 3 Schrittmotoren zu bauen. Ich plane, den Arduino über USB mit Strom zu versorgen, aber ich benötige eine 5-V-Stromversorgung für die 3 Schrittmotor-Mikrocontroller. Ich konnte in keinem Geschäft in der Nähe einen 5-V-Wandadapter finden und hoffte, dass ein USB ausreichen könnte, da ich nicht auf den Versand warten möchte.

Bei Online-Recherchen scheint es Spannungsspitzen zu geben, die möglicherweise die Mikrocontroller beschädigen könnten, wenn sie über USB mit Strom versorgt werden. Ist das etwas, worüber ich mir Sorgen machen muss? Muss ich wirklich einen Kondensator verwenden? Dies ist mein erstes elektrotechnisches Projekt, daher entschuldige ich mich, wenn dies allgemein bekannt ist.

Hoffentlich verdeutlicht dieses Diagramm, wie ich diese Maschine zusammenbaue:

Die Macht würde von ganz rechts kommen (Rot ist Macht, Schwarz ist Erde).

Die spezifischen Treiber, die ich verwende, sind die einfachen Schrittmotortreiber, und die Spezifikationen finden Sie hier: https://learn.sparkfun.com/tutorials/easy-driver-hook-up-guide

Es wird jedoch angezeigt, dass es in einem 5-V-System funktioniert.

@Tom es scheint, dass der Stepper eine separate Steuerspannung und einen Motorspannungseingang hat, gehe ich von der Formulierung aus.
@TomCarpenter Ich glaube nicht, dass er die Stepper selbst meint, ich glaube, er meint die Chiplogik. A4988?

Antworten (2)

BEARBEITEN 2:

Was Sie fragen, ergibt keinen Sinn. Der Easy Driver verfügt bereits über eine eigene 5-V-Quelle , die von der Spannung heruntergeregelt wird, die Sie zum Ansteuern des Steppers bereitstellen, die laut Easy Driver-Seite zwischen 6 V und 30 V und mindestens 2 A liegen MUSS. Ich würde 20-24 V empfehlen: Bei strombegrenzten Treibern gilt: Je höher die Spannung, desto besser. Dies macht Ihr Board jedoch auch anfällig für LC-Spannungsspitzen, die Ihr Board sofort zerstören können, wenn sie das Maximum von 30 V überschreiten. Obwohl es eine 47uF-Entkopplungskappe zwischen Vin und GND hat, würde ich empfehlen, dass Sie diese mit einem Elektrolyt von 100uF oder mehr ergänzen.

Wenn auf der Produktseite steht, dass es mit 3,3 V oder 5 V funktioniert, bedeutet dies die Logiksignale von Ihrem Arduino, NICHT die Versorgungsspannung der Motoren.

All dies unten ist nutzlos, da die Platine keinen 5-V-Logikeingang hat, sondern aus historischen Gründen beibehalten wird.

Meine Vermutung ist, dass Sie A4988-Treiber von Pololu verwenden .

Wenn Sie, wie ich annehme, NUR die Netzteile der Schrittmotortreiberlogik mit Strom versorgen, können Sie sie über die 5-V-USB-Leitung betreiben.

Sie haben jedoch Recht, dass es bei USB Rauschprobleme gibt. Ich bezweifle zwar, dass die Spitzen ausreichen, um die Treiber zu beschädigen (sie schaden anderen 5-V-Geräten, die Sie an sie anschließen, nicht), die größere Sorge besteht jedoch darin, dass bei mehreren Stepper-Treibern auf derselben Leitung keine ~ 0,1 uF eingesetzt werden Keramikkappe über jeder Logikversorgung, sie erzeugen Geräusche, die sich gegenseitig stören und zu übersprungenen Schritten Ihrer Stepper führen (das ist mir passiert).

EDIT: Wichtige Hinweise

Die Kondensatoren MÜSSEN aus Keramik sein (oft kleine gelbe Scheiben), NICHT elektrolytisch (Säulen). Ihr Zweck ist es, superschnelle Rauschspitzen zu absorbieren, und Keramik wird VIEL höhere Frequenzen los. Obwohl ich nicht glaube, dass ein großer Filterkondensator sehr wichtig ist, kann es nicht schaden, einen Elektrolytkondensator mit 47+ uF auf die 5-V-Leitung zu setzen, um große Einbrüche / Spitzen zu absorbieren.

Wenn es sich um die Pololu-Treiber handelt, folgen Sie den Setup-Informationen auf der Produktseite, und es wird Ihnen (wahrscheinlich) gut gehen.

Ich entschuldige mich für die Verwirrung. Ich habe mir ein YouTube-Video aus einer ziemlich zuverlässigen Quelle angesehen, TinkerNut, um genau zu sein, und er zeigte, dass das System mit einem 5-V-PC-Netzteil funktioniert. Ich habe die gleichen Schrittmotortreiber, also habe ich entweder ein anderes Modell oder ich habe falsch verstanden, wie er die Stromversorgung angeschlossen hat. Er ging dort nicht ins Detail, also suchte ich hier nach Hilfe. Ich freue mich sehr über aktuelle Antworten!

Es hängt von der USB-Quelle ab. Wenn es sich um einen PC handelt, ist der Strom auf 500 mA begrenzt, wird aber gut gefiltert. Bei Verwendung einer Steckdose beträgt der Strom für typische Ladegeräte maximal 1 Ampere und für bestimmte Samsung-Smartphones maximal 2 Ampere.

Die Wandwarzen geben eine Welligkeit von mehreren mV pp aus. Das Weglassen eines Filters hält die Wandwarzen klein, und die Ladeschaltkreise der Telefone haben eingebaute Filter. Wenn Sie eine Wandwarze verwenden, würde ich eine 100-uH-3-Ampere-Induktivität in Reihe mit der 5-Volt-Leitung und dann einen 100-uF-16-Volt-Kondensator von hinzufügen Strom auf Masse, in der Nähe der Wandwarze.

Wenn möglich, wird empfohlen, Bypass-/Entkopplungskondensatoren dort zu installieren, wo die USB-Stromversorgung mit Ihrer Platine verbunden ist. Normalerweise reicht ein 0,1 uF 25-Volt-Keramik-SMD aus. Es absorbiert lokales transientes Rauschen. Wenn das Rauschen stark ist, fügen Sie einen 4,7 uF 25-Volt-Keramikkondensator im selben Bereich hinzu.

. . . und natürlich braucht man IMMER Entkopplungskondensatoren
@Markieren. Im letzten Absatz hinzugefügt. Thx für die Erinnerung.