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【Arduion入門編⑩】Arduinoの主な電源供給方法!

最近、電子工作をやり始めArduinoを使うようになりました。
Arduino関係のブログ記事も書くようになり今回で10回目となります。
私が学生時代にはArduinoなんていう便利なマイコンボードはまだなく(多分なかったかと?)、Z80というCPUの教本を授業で丸暗記させられよく使っていました。

Arduinoを使うようになったのはつい最近で、これまで覚えてきたことをまとめて自分への備忘録として書いてきました。
既に30記事分くらいまで書いているのですが備忘録とはいえ、これから始めてみようと考えている方に分かりやすくまとめるのも結構大変です。(やっている本人が始めたばかりなので)

Arduino関係のブログ記事が結構なアクセスがあることを考えるとこれからArduinoをはじめてみようと考えている方や電子工作で何かを作ってみたいという方が多いように感じます。

いろいろとArduino関係の記事は書きたいことがあるのですが、今回はArduinoの電源関係の話をまとめてみたいと思います。

Arduinoの電源供給方法

ArduinoにはArduino NanoやUno、そしてMegaなど数種類あります。
入出力ポート(GPIO)やシリアルポートなどの数に違いはありますが、基本的な部分は同じです。

そして電源供給方法は基本的にUSB端子から行ないますが、外部電源用のポートやDCプラグが付いたタイプのものもあります。

ArduinoボードUSBポートのタイプ(5V/1A)電源入力電圧
Arduino NanoMiniUSB Type-B7-12V
Arduino UnoUSB Type-B7-12V
Arduino MicroMicroUSB Type-B7-12V
Arduino DueMicroUSB Type-B7-12V
Arduino MegaUSB Type-B7-12V

こちらでは一般的によく使われるArduino Unoについて詳しく見ていきたいと思います。
Arduino UnoにはUSB端子からの電源供給に加え、DCプラグや外部電源用のポートが用意されています。

①USB端子からの電源供給

PCからArduinoにスケッチ(プログラム)を書き込む場合、USBケーブルで接続します。
動作確認等をするには電力の供給とプログラムの書き込みが同時に行えるUSB端子を接続しての使い方が一般的となると思います。
Arduinoの種類によりUSB端子の形状に違いがありますが、あまり電圧等意識することなく使用することが出来ます。(5V 約500mA)

DCプラグからの電力供給

Arduino UnoはDCプラグからの電力供給にも対応しています。
一度Arduinoに書き込んだプログラムは電源を切ってもメモリ内に保持されているので、電源を入れると自動的にプログラムが走ります。
プログラムを書き込んだArduinoを何かに組み込み(ロボットなど)動かす場合、USB端子からの電力供給ではなくDCジャックからも電力の供給を行うことができ便利となります。

Arduinoの開発元では入力電圧は6〜20Vと記載されているようですが、Arduinoはオープンソースのハードウェアなので純正品のArduino以外にも互換品が多数販売されています。

私はArduino UnoとNanoは純正ボードを1つずつ持っていますが、それ以外は互換品を使っています。
互換品と言っても全く問題なく使え、価格も数百円程度で売られているのでテスト動作をさせたり試作機を作る場合などに適しています。

互換品に関してはメーカーによって細かな仕様が違うためか、電源に関して7〜12Vというように記載されている場合が多いようです。(使用しているレギュレーターが違うのかな?)
この電圧の範囲内で使用した方が安心です!

このようなDCプラグに対応したACアダプターを使って電力供給を行うことが出来ます。
プラグの形状は一般的によく使われている外形5.5mm/内径2.1mmのセンタープラスタイプのものが使えます。

また、このようなケーブルを使えば9V電池や単3電池などで動かすことも出来ます。

何か制作し実際に組み込んで動かす場合などに便利となります。
もちろんPCに接続しなくても書き込んだスケッチ(プログラム)はArduino内に保持されているので、電源供給とともにプログラムが動き出す感じとなります。

上記写真のものは長時間撮影をする際に一眼レフカメラに取り付けるDCカプラー用のものですが、同様なものは多数販売されています。
同じものが見つからなかったので似たもののリンクを載せておきます。
多数販売されているので用途にあったものを探してみて下さい。

③外部電源ポートの利用

上記USB端子やDCプラグ以外にもArduino Unoには外部電源用のポートが用意されています。
アナログピン横にある【Vin】と書かれているポートがそれにあたります。
こちらのポートを利用して電源を供給(7〜12V 1A)することも出来ます。

最後に!

Arduinoはマイコンに詳しくない方でも扱えるように作られています。
そしてArduino Unoの電源供給には、今回ご紹介したとおりUSB端子やDCプラグからの電力供給が基本となりあまり難しく考えなくても使えるように工夫されています。
非常に良く出来たマイコンボードだと思います。

しかしながら、これはArduinoを単体や省電力なもの(LEDや小型DCモーターなど)を動かす場合であり、サーボモーターなど大きく電力を必要とするものを動かす場合、外部電源を別途用意する必要があります。(動作が不安定になったり故障の原因となります)

電子工作で試作機やテストで外部電源を使う場合、このようなブレッドボード用の外部電源ユニットが1つあると大変便利です。

また安定化電源があるとこれから電子工作を楽しむのに便利で私も1台ほしいと思っていますが・・・、いつもドローンで使っているバランス充電器に簡易的に使えるDCモードが付いているので重宝しています。

今回はArduinoの電源供給について見ていきました。

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