Warum genau beschädigt das direkte Anschließen eines Motors an einen Arduino diesen?

1. Jeder Pin auf einem Arduino kann 40 Milliampere verarbeiten , nicht 40 Ampere . Auch unter idealen Bedingungen ( Temperatur, V _cc ) kann der tatsächlich zulässige Strom etwas niedriger sein.
2. Neben der Strombegrenzung der Arduino-Pins ist der LDO-Spannungsregler auf der Arduino-Platine ein wichtiger Fehlerzustand, der überhitzt und zerstört werden kann, wenn er dazu gebracht wird, hohen Strom zu liefern.
3. Motoren haben eine "Blowback"-Spannung, eine Gegen-EMK, die normalerweise durch Hinzufügen einer in Sperrichtung vorgespannten schnellen Diode, manchmal zusätzlich zu einem Kondensator, über die Versorgungsleitungen des Motors angegangen wird. Ohne einen solchen Schutz besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass diese Spannung die einzelne GPIO-Leitung oder wahrscheinlicher den gesamten Mikrocontroller auf dem Arduino zerstört.
4. Es gibt eine kumulative Grenze dafür, was ein Arduino liefern oder sinken kann - die erwähnten 40 mA summieren sich über aktive GPIOs bis zur Nenngrenze, die je nach Mikrocontroller und bei welcher V _cc -Spannung Ihre spezielle Arduino-Variante arbeitet. Diese kumulative Grenze ist normalerweise gut für nur wenige GPIOs, die auf Hochtouren laufen.
5. Es gibt spezialisierte Versionen des Arduino, wie z. B. Ruggeduino , mit „ Überstrom- und Überspannungsschutz an allen E/A-Pins und 5-V-/3,3-V-Ausgängen, ESD-Schutz an allen E/A-Pins und dem USB-Anschluss, vollständigem Mikrocontroller-Überstromschutz, und Betrieb an bis zu 24V “, was man bei einem Direktmotorantriebsexperiment wagen könnte.

6. Während die Frage nicht spezifiziert, welcher Motor, können Motoren mit sehr niedrigem Strom, wie z. B. verschiedene Vibrationsmotoren für Mobiltelefone, Miniatur-Piezomotoren und Gleichstrommotoren mit oder ohne Getriebe, tatsächlich ohne Schutz direkt von einem herkömmlichen Arduino betrieben werden, aber es ist immer noch so nicht empfohlen. _{Von dieser Seite}

7. Denken Sie auch daran, dass, wenn der Arduino über eine USB-Verbindung mit Strom versorgt wird, dieser selbst Strombegrenzungen hat, die den Betrieb des Motors einschränken könnten.

Gründe, warum eine Motortreiberschaltung verwendet wird:

1. Treiber kann Hochspannung und Strom an den Motor liefern. Ein gewöhnlicher Mikrocontroller kann nicht so viel Strom liefern, es sei denn, er ist speziell dafür ausgelegt, diese Art von Lasten zu treiben.

2. Eine richtig ausgelegte Treiberschaltung enthält Schutzschaltungen, damit sie die Gegen-EMK unterdrücken und nicht an die Logikseite zurücksenden.

Wenn Sie also eine geeignete Treiberschaltung verwenden, ist Ihr Arduino geschützt.

Wie JYelton betonte, kann der Arduino-Pin keine 40 A liefern, es könnten 40 mA sein.