ARDUINO DIY PARTIE 3

 L’Alimentation

Le but de ce tutoriel est de fabriquer sa propre carte de prototypage à l’image de l’Arduino-Uno. Pour ce faire je vais vous détailler sur plusieurs parties les différentes composantes de la carte, de la partie alimentation à la partie contrôleur USB…   Nous verrons tout pour reproduire à moindre frais notre carte, sans perte de fonctionnalité comparée à l’original Arduino-Uno.

Plan du tutoriel

> Partie1- Bootloader un ATmega328

> Partie2- Réalisation montage standalone.

> Partie3- Montage de l’alimentation.

> Partie4- Intégration du contrôleur USB.

> Partie5- Assemblage de la carte.

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Depuis la dernière fois, grâce à la réalisation de notre montage standalone, nous avions un prototype opérationnel, mais les difficultés face à l’alimentation de notre carte nous obligeait à ajouter une carte d’alimentation externe ou à choisir une batterie ne dépassant pas les 5Vcc…

Et bien je vous l’annonce nous allons aujourd’hui résoudre ce problème. Puisque pour cette troisième partie nous allons voir comment installer sur breadboard un module d’alimentation stabilisé et régulé pour notre carte Arduino Uno DIY.

 Alors à vos breadboard !

Montage régulation 5Vcc

Je vous en parlais la dernière fois, voici le montage électronique qui vous permettra de brancher une batterie ayant une tension supérieure à 5V vers le montage ATmega standalone réalisé lors de la partie précédente.

Le schéma de régulation 5V

Montage_régulation_5v

Ici le schéma représente l’entrée d’alimentation via une connectique pour pile 9V, toutefois nous pouvont facilement changer cela en une connectique type jack alimentation (comme sur la carte Arduino-Uno).

Détails des composants 

U1 : Régulateur L7805CV

C1 : Condensateur 10 uF

C2 : Condensateur 10 uF

C3 : Condensateur 224

2 Diodes (type Zener)

Résistance (150 Ohms) et LED 3mm (optionnelle)

Une source d’alimentation, quelques câbles ainsi qu’un support (breadboard, pcb…)

Quelques explications sur le montage

Les condensateurs installés en entrée et en sortie du régulateur permettront de filtrer l’alimentation (le condensateur de filtrage permet de stocker l’énergie pour l’étage de découpage).

Le Régulateur de tension est pourvu d’un petit support en métal fixé sur son dos et comportant un trou bien visible. Ce dispositif sert à refroidir le composant par un phénomène de dissipation thermique via cette pièce métallique. En effet ce composant chauffe beaucoup (selon la tension et surtout l’ampérage utilisé), il peut ainsi dans certains cas  être nécessaire de rajouter un dissipateur thermique digne de ce nom, lequel viendra se fixer sur le régulateur à l’aide du trou sur sa partie en métal. Il peut également être intéressant d’installer une couche de patte thermique entre le dissipateur et la partie métallique du régulateur.

Diagramme Régulateur LM7805

Diagramme régulateur LM7805

Le Régulateur LM7805

Régulateur linéaire (boitier TO-220)

Tension, entrée min.: 10V

Tension, entrée max.:35V

Tension de sortie Nom.: 5V

Courant sortie: 1.5A

La source d’alimentation devra impérativement respecter des normes tant en intensité (ampérage), qu’en tension (voltage). Ce seuil dépendra du type de régulateur que vous utiliserez.

Par exemple, pour le cas présenté ici, j’ai utilisé un régulateur LM7805, donc je suis contraint entre 10 et 35 v pour 1.5 ampère maximum en sortie. Cela signifie que je pourrais par exemple brancher sur ce montage une batterie (en tension continue) délivrant entre 10 et 35v, et que mon montage ne devra pas consommer plus de 1.5 ampère. Les piles 9V sont souvent utilisées avec ce type de régulateur, étant donnée qu’elle dépassent régulièrement les 9v de tension.

La LED et sa résistance nous permettront comme à chaque fois d’avoir un repère visuel  sur le fonctionnement de notre alimentation.


 

Montage régulation 3.3Vcc

Vous vous en êtes certainement rendu compte, mais le ATmega n’a aucune pin de sortie 3.3v, et pourtant la carte Arduino nous offre une connectique d’alimentation 3.3v. En réalité un régulateur de tension 3.3v est installé sur nos cartes Arduino, ce qui permet d’ajouter cette source d’alimentation à notre panel de pin de sortie. Et comme je vous ai promis une carte ‘sans perte de fonctionnalité comparée à la carte Arduino-Uno’, nous allons donc câbler un montage de régulation de tension en 3.3v.

Le schéma de régulation 3.3VMontage de régulation 3.3V

Détails des composants

U1 : Régulateur LM1117T

C1 : Condensateur 10 uF

C2 : Condensateur 10 uF

2 Diodes (type Zener)

Résistance (150 Ohms) et LED 3mm (optionnelle)

Une source d’alimentation, quelques câbles ainsi qu’un support (breadboard, pcb…)

Quelques explications sur le montage

Le montage est très semblable au précédent,  il est donc inutile de vous présenter à nouveau tous les composants. Faites tout de même attention car les input, output et GND ne sont pas placés aux mêmes endroits selon le type de régulateur.

Le Régulateur LM1117T

Tension entrée max= 20V

diagramme régulateur tension LM1117T

Diagramme régulateur LM1117T

Tension entrée min= 15V

Tension de sortie= 3.3V

Courant sortie = 900 mA

 

 


 

Assemblage de l’alimentation finale

L’assemblage des deux modules d’alimentation (5vcc & 3.3vcc).

Assemblage_alimentation_régulée_3.3V_&_5V

Assemblage alimentation 3.3V & 5V


 

Reprenons donc maintenant le montage standalone réalisé la dernière fois, et assemblons le avec notre nouveau module d’alimentation (comme présenté ci-dessous).

Assemblage_montage_régulation_&montage_standalone

Assemblage montage régulation & montage standalone

On dispose maintenant d’un prototype ATmega standalone avec alimentation régulée 5v et 3.3v, que nous pouvons facilement brancher sur secteur à l’aide d’un transformateur, tel que celui préconisé avec le Arduino-Uno par exemple.

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C’est terminé pour aujourd’hui. Le prototype de notre carte s’achève bientôt avec la prochaine partie, où nous verrons comment  intégrer un contrôler USB à notre carte. D’ici là, bonne session de montage à tous.

 

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5 commentaires

  1. Bonjour,
    AMHA, il y a une erreur dans le schéma de la Rég 3V3, le condensateur C1 devrait être connecté à l’entrée du régulateur.

    1. Bonjour,
      Merci, ça fait toujours plaisir d’avoir des retours.
      Effectivement il manque les références des diodes Zener et je vais corriger cela de suite.
      Pour l’ensemble du montage j’utilise toujours la diode Zener 1N4148. Excepté pour celle située entre le connecteur d’alimentation et l’entrée du régulateur 5 volts, ou j’utilise une Zener 1N4001.

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