Arduino 入門
番外編 12
【電源供給方法】
こんにちは管理人のomoroyaです。
今回は、「Arduino 入門 番外編 12 【電源供給方法】」です。
arduino 入門 番外編はarduinoの基本的なことを書いていく方向性にしたいと考えています。
Arduinoへの電源供給は一般的に、USBと外部電源の２通りの給電方式があります。
本記事では、Arduinoの給電方式について解説しいます。
Arduinoに供給される、電圧、電流、電力の確認にはUSBテスターが便利です。
arduino自身のこと、スケッチ（コード、プログラム）を少しづつ理解して行きましょう。
いやいや、arduinoを早速始めたいんだ！というかたは下記の入門編からお読みください。
Lessonの入門編で使用しているArduinoは互換品です。
互換品とは言え、Arduinoはオープンソースであり複製して販売するのもライセンス的に問題なし。
そのため互換品の品質も悪くなく、それでいて値段は安いです。
正規品本体の値段で豊富な部品が多数ついています。
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Arduino UNO R3 仕様一覧
Arduino UNO R3の仕様を再確認します。
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| マイコンチップ | ATmega328P |
| 動作電圧 | 5 [V] |
| 入力電圧 DCジャック or Vin端子 |
推奨値：7～12 [V] 限界値：6～20 [V] |
| デジタルI/Oピン | 14本 |
| アナログ入力ピン | 6本 |
| DC出力電流 I/O | 20 [mA] / IOピン（1 I/Oピン当たり） 合計 Max：100 [mA] 注意 1ピンあたり40 [mA]以上で損傷 |
| DC出力電流 3.3[V]出力ピン | 50 [mA] |
| Flashメモリ | 32 [KB] |
| SRAM | 2 [KB] |
| EEPROM | 1 [KB] |
| クロック | 16 [MHz] |
上記に加え使用する電子部品の電流などど併せて、全体の消費電力を考えることになります。
Arduino 電源供給について
冒頭でも述べましたが、Arduinoの電源供給はUSBと外部電源の2通りの給電方式があります。
以下に、図で示します。
図に示した電源はそれぞれ、下記の供給能力が推奨となります。
| 電圧[V] | 電流[A] | |
|---|---|---|
| USB電源 | 5 | 約 0.5 ～ 0.9 |
| 外部電源① 電源コネクタ |
7 ～ 12※注意 | 約 1 |
| 外部電源② Vin-GND |
7 ～ 12※注意 | 約 1 |
Arduino 電源供給アダプタ
USB電源、外部電源はそれぞれ接続するためのアダプタ、コネクタが必要です。
| 外部電源 | 接続に必要な物 | |
|---|---|---|
| USB電源 | USBが繋がる電源 PCのUSB など |
①USBケーブル |
| 外部電源① 電源コネクタ |
9V乾電池 単3、単4などの直列使用 など |
②ACアダプタ ③電池スナップ |
| 外部電源② Vin |
9V乾電池 単3、単4などの直列使用 など |
Vin、GNDとつなぐための ④専用コネクタ |
以下、表の①～④の「接続に必要な物」をAmazonのにてご紹介。
①USBケーブル
②ACアダプタ
③電池スナップ
安い物から、ハードケースなど色々あります。
ハードケースを希望の場合。
④専用コネクタ
電池スナップの先が、剥き出しになっているものです。
7～12Vの推奨値のため、電池供給の場合は9Vが良いです。
USB電源について
PCからArduinoにプログラムを書き込むためのUSBケーブルを通して電源を供給します。
USBケーブルを介してPCと接続している間は、ずっと電源が供給され続けます。
PCに接続した場合の、USB電源の供給能力は規格によって異なります。
| 規格 | 電流[A] | 電圧[V] | 電力[W] |
| USB 1.0/2.0 | 0.5 | 5 | 2.5 |
| USB 3.x | 0.9 | 5 | 4.5 |
| USB type-C | 1.5 | 5 | 7.5 |
USB接続によるPCからの電源供給では供給能力が不足する場合があります。
電子部品の消費電力などを確認して必要な供給能力を考える必要があります。
また、USB 2.0ではなく、供給能力が高いUSB 3.0に接続するなども1つの手段です。
USBをACアダプタにつないで供給する場合は、ACアダプタの仕様によります。
PCからの電源供給で不足する場合は、電力の大きいACアダプタに接続するのも1つの手段となります。
入門編のLesson程度であれば、供給能力をそれほど気にする必要はありません。
外部電源について
Arduinoにプログラムを書き込んだ後、PCは不要となります。
Arduinoと電子部品のみで動作させることが可能です。
ただし、電源を何かしらの方法で供給させる必要があります。
そのために利用するのが、冒頭の図で示した、外部電源①、②です。
外部電源は、７～12[V]の1[A]程度が推奨です。
電流値に関しては、使う用途にもよります。
Arduinoの消費電力と接続する電子部品の消費電力が低ければ1[A]以下でも十分に動かすことができます。
入門編のLesson程度であれば、供給能力をそれほど気にする必要はありません。
USBと外部電源を同時に接続した場合
USB電源と外部電源を同時に接続した場合、外部電源が約６V程度以上の電圧となると外部電源に切り替わる仕様となっているようです。
まとめ
「Arduino 入門 番外編 12 【電源の供給方法】」
いかがだったでしょうか？
Arduinoに接続する電子部品に対して別に電源を供給するという方法もあります。
そのための電源モジュールなども売られています。
こちらに関しては、下記にて解説しています。
冒頭えもお伝えしましたが、Arduinoに供給される電圧、電流、電力のモニターにはUSBテスターが便利です。
次回の番外編も、Arduinoの基本的なことについて情報を発信したいと考えています。
最後に
疑問点、質問などありましたら気軽にコメントください。
この電子部品の解説をしてほしい！などなどなんでもOKです。
リンク切れなどあればコメントいただけると助かります。
Arduino入門編、番外編、お役立ち情報などなどサイトマップで記事一覧をぜひご確認ください。
Arduino入門編で使用しているUNOはAmazonにて購入可能です。
互換品とは言え、Arduinoはオープンソース。
複製して販売するのもライセンス的に問題なし。
そのため互換品の品質も悪くなく、それでいて値段は安いです。
正規品本体の値段程度で豊富な部品が多数ついています。
学習用、遊び用、お試し用には安価な互換品がおすすめです。
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上記のものでも十分に多数の部品が入っていますが、最初からもっと多数の部品が入っているこちらもお勧めです。
コメント
突然のコメント失礼致します。Arduino Nanoについて質問させて頂きたいことがあります。現在7.4Vバッテリーを用いで電源供給を行っているのですが、そのバッテリー1つで2台のArduinoを動作させることは可能でしょうか。お時間ありましたら、返信して頂けると幸いです。
2台のArduinoを動作させること可能です。
ただし、消費電流も2倍ですのでお気を付けください。