¿Cómo mantener encendido un microcontrolador cuando no hay electricidad durante algunos minutos?

Quiero mantener un clon DCcduino de arduino uno ENCENDIDO donde no haya electricidad durante 5-10 minutos con una batería de 9 voltios. ¿Hay alguna forma de hacerlo sin ups porque cuesta demasiado?

Edición 1: no puedo alimentar todos los módulos desde arduino. Tengo una fuente de alimentación de 12V y una batería de respaldo de plomo ácido de 12V 7ah (en lugar de una capacitancia baja de 9V) para alimentar arduino y módulos externos. ¿Funcionará seguro este diseño? Agregué 2 diodos para hacer suficiente caída de voltaje. ¿Cómo disminuir la "fuga" y cómo calcularla?ingrese la descripción de la imagen aquí

Si, esto se puede hacer.
@Andyaka ¿Cómo, con transistores?
Use un par de diodos para formar una puerta OR de potencia lineal.

Respuestas (2)

No dijiste qué Arduino estás usando, estas instrucciones se basan en un Arduino Uno, pero deberían funcionar para la mayoría, si no para todos los Arduinos.

Conecta una batería de 9v al pin Vin del Arduino a través de dos diodos 1N4001 o similar. El conector PWRIN ya está conectado a VIN a través de un diodo, por lo que los dos diodos proporcionarán aislamiento entre los dos, y la batería de 9v no debería consumir corriente cuando se suministre la alimentación principal, ya que su voltaje será ligeramente menor debido a los dos diodos. .

Passerby proporcionó amablemente un esquema de este enfoque:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Otra opción sería conectar un MOSFET de canal P en serie con el voltaje de la batería, en lugar del diodo, y conectar la puerta al conector PWRIN. Cuando se corta la energía principal, la puerta se conectará a tierra y encenderá el MOSFET. Esta solución evita la caída de voltaje adicional de los dos diodos, que no es un factor en este caso, ya que el Arduino debería funcionar bien con 7,5 V o más en su entrada, pero puede ser un factor en otras aplicaciones.

ingrese la descripción de la imagen aquí

El Arduino toma alrededor de 50 mA sin carga, por lo que una batería típica de 9v, con una capacidad de 500 mAh, debería durar unas 8 horas. La corriente de fuga máxima del MOSFET es de 100 µA a temperatura ambiente. Si el voltaje de la batería comenzó más alto que la potencia en voltaje menos la caída del diodo (9 V - 0,7 V), entonces la batería podría perder algo de energía hasta que la batería cayera por debajo de 8,3 V, pero en este punto la batería no debería perder más energía. .

Gracias por la solución. El Vin necesita 9 voltios? ¿La batería durará meses si no hay un corte de energía debido a la resistencia del MOSFET?
@Dimitris sí, la batería debería durar bastante tiempo ya que la batería no consumirá corriente (probablemente µA) con la alimentación principal presente.
¿Por qué la forma mosfet es mejor con 2 diodos?
@Passerby sí, lo acabo de agregar.
@Dimitris En realidad, la solución de dos diodos parece ser mejor, después de la investigación. La corriente de fuga a través del MOSFET (~ 500 µA) es mayor que la corriente inversa a través de los diodos (~ 50 µA). Con cualquiera de las dos soluciones, la batería de 9 V debería durar su vida útil si nunca se usa.
¿Cuánto durará la batería si está "apagada" con los 2 diodos?
@Dimitris Por fuera, si quiere decir que la batería de 9v no está alimentando la placa, durará al menos un par de años. Si la batería alimenta la placa, durará entre 1 hora y 10 horas dependiendo de la carga (estoy usando 500 mA como carga máxima y 50 mA como carga mínima). Podría obtener 5 veces la vida útil (5 horas con carga completa, 50 horas con carga mínima) usando seis celdas AA en serie en lugar de una sola batería de 9v.
Mire mi actualización. Además, ¿por qué dice "la batería de 9V debería durar su vida útil si nunca se usa"? Si la fuga es de 500 μA, durará 500 mΑh/500 μΑ = 1000 horas = 41 días
@Dimitris No estoy seguro de lo que estaba pensando. En primer lugar, leí mal la corriente de fuga; es 100 µA (la cifra mayor es a 150 °C). En segundo lugar, la fuga solo es relevante siempre que el voltaje de la batería sea mayor que el VIN, por lo que una vez que la batería baje a 8,3 V, no volverá a caer. Por lo tanto, posiblemente podría durar bastante tiempo (probablemente no la vida útil, pero tal vez un par de años, solo adivinando).

Podría usar una batería de 9V, con cualquiera de las sugerencias de @tcrosley.

Alternativamente, solo use un banco de energía USB, un suministro recargable de 5V. El Uno R3 y cualquier clon compatible ya implementan una solución de comparación y mosfet. Si el VIN está alimentado, entonces el comparador U5A eleva el mosfet T1 PNP, deshabilitándolo, y el regulador lineal proporciona 5V. Si el VIN no está alimentado, el comparador hace que T1 sea bajo, lo que permite una alimentación de 5 V a través del mosfet.

Los beneficios de esto es que no hay pérdida de energía del regulador, que es ineficiente con una batería de 9V. 60% en el mejor de los casos, y la mayoría de los bancos de energía tienen una capacidad mucho mayor que un 9V. También recargable. Y puede usar el puerto USB en lugar de un cable suelto en un encabezado. Y puedes encontrarlos por 5~10 dólares o menos.

ingrese la descripción de la imagen aquíingrese la descripción de la imagen aquí

¿Puedo usar un banco de energía con usb y PWRIN en lugar de Vin?
Sí, esa es la idea. Conector de alimentación para alimentación principal, alimentación USB trasera para copia de seguridad
Solo un conector de alimentación y uno portátil, porque dijiste Vin (pin) que es diferente del conector de alimentación. ¿También dice que en el método con 2 diodos hay pérdida de energía de la batería cuando hay electricidad del conector de alimentación?
Si obtiene un paquete de energía que puede cargarse mientras también se agota (que es prácticamente todo), podría proporcionar energía al banco de energía en su lugar. Entonces, en esencia, su banco de energía se convierte en un UPS. Si se corta la energía de la pared, el Arduino se alimenta del banco de energía. Tan pronto como vuelve la energía de la pared, recarga el banco de energía, al mismo tiempo que proporciona energía al Arduino. Espero que quede claro, usé mucho "poder" allí.