¿Dónde coloco el interruptor de encendido/apagado en un circuito multivoltaje?

Esquema de circuito con múltiples baterías y múltiples voltajes

Tengo una configuración simple de Arduino donde necesito suministrar un Arduino de 3.3V con la potencia adecuada y, al mismo tiempo, proporcionar un voltaje más alto a un sensor que necesita 5V.

El Arduino se alimenta sin pasar por el regulador (a través de VCC, no pin RAW). Conectarlo a 3 de 4 baterías le proporciona un rango de aproximadamente 4,5 V - 2,7 V durante la vida útil de las baterías. (La tolerancia para ATMega 328P es de 1,8 V a 5,5 V)

El sensor necesita un mínimo de ~ 4,5 voltios (hasta 12 V y más) y lo soluciono agregando otra batería, agregando voltaje hasta 6 V (3,6 V cuando las baterías están vacías, por lo que comenzará a comportarse de manera errática antes).

¿Dónde coloco el interruptor en un circuito de múltiples voltajes y múltiples baterías?

Tenerlo en las líneas VCC/positivas significaría que necesito un interruptor que corte/conecte dos líneas a la vez, un interruptor de doble polo y un solo tiro (DPST).

Tener un interruptor en la línea GND /negativa rompería el circuito, pero he leído que conectar VCC primero (lo que efectivamente haría) es una mala práctica y podría dañar los componentes (que parece que no es así en mi caso, yo lo intenté, pero aún así...). ¿También agotaría las baterías de alguna manera?

Por favor,

por ahora, no sugiera cambiar el circuito por completo, por ejemplo, con un convertidor elevador para el sensor. Necesito mantener baja la fluctuación de voltaje en su circuito (creo), de una manera simple. Dejé fuera la radio en el esquema de arriba. TX causaría una caída en el voltaje y perturbaría el sensor. Además, ejecutar el Arduino a 5V con un paso adelante para todo el circuito parece no ser una opción. La batería adicional para el sensor iguala el voltaje y/o el ruido (?) en el circuito, simplemente funciona (al menos desde mi punto de vista de novato) y una fuente de alimentación monolítica no funcionó, en mis pruebas. Algo del paso hacia arriba también alteró el sensor y mis experimentos de prueba y error con capacitores no lo resolvieron. Además, más de ida y vuelta: tener el Arduino detrás de un regulador significa que no puedo medir la bateríasin divisor de voltaje externo.

Solo una pequeña pregunta secundaria:

He medido que las 3 baterías se agotan un poco más rápido que la "batería del sensor". Significa: la batería individual agregada siempre tendría un voltaje superior al paquete de tres. ¿Es este un circuito seguro? ¿ O habrá algo como voltaje inverso en algún momento? ¿O mis baterías se derretirán cuando comiencen a desequilibrarse o desequilibrarse?

Se considera una mala práctica conectar las celdas en serie pero luego conectar diferentes cargas en el medio del paquete de baterías, por razones que ya se dieron cuenta en el último párrafo. Si insiste en adherirse a las malas prácticas, se encontrará con estos problemas con pocos recursos.
No hagas esto. Use un LM1117 para regular sus 5 V a 3,3 V, o use un regulador de conmutación si le preocupa la eficiencia.
El LM1117 (cualquier LDO en realidad) sería mejor para el ruido en relación con un regulador de conmutación. Más simple y más barato también.
Encontré esta configuración de cargas múltiples de bate/toque aquí , de Yveaux, que parece un experto en manitas . ¿Es solo una mala práctica (pero uno puede vivir con eso) o una mala práctica (léase como "peligroso"), con baterías alcalinas/NiMh?
Definitivamente es peligroso con ciertos tipos de celdas, especialmente con polímeros de litio. La celda fuerte continuará intentando empujar la corriente a través de la muerta en una dirección que no la cargue, sino que la descargue, lo cual no es bueno.
@Toor: ..y con alcalina? O al máx. NiMh/LSD-NiMH (Eneloops)? OK , o "incluso eso es peligroso" ? .. Además, ¿romper el circuito 'en el suelo' descarga las baterías "de una manera" diferente a tener el DPST en positivo?
Para los alcalinos, no sé si son peligrosos, ya que se necesita una buena cantidad para que se incendien, pero esa configuración es una que puede dañar las baterías. El problema con la interrupción de la corriente en el camino a tierra no es la descarga de las baterías; Es con la secuencia de encendido/apagado de los circuitos conectados a él. También hace más ruido ya que tiene una resistencia adicional en la ruta de tierra que todos los circuitos usan como voltaje de referencia.
Si las celdas están a 1,5 V, obtienes 4,5 V para los chips de 3,3 V y 6 V en lugar de 5 V. Si las celdas se descargan a 0,9 V, obtienes 2,7 V en lugar de 3,3 V y 3,6 V en lugar de 5 V. Cuando las celdas se descargan a solo 1,1 V cada una, obtiene 3,3 V pero 4,4 V en lugar de 5 V. Debe usar reguladores de voltaje para 3,3 y 5 V y alrededor de 8 celdas en serie para poder descargar las celdas a 0,9 o 0,8 V.
@Uwe: sí, no estoy exprimiendo las baterías al 100%, pero no por el Arduino, que está bastante bien alineado: el BOD estándar en mi Arduino es 2.7/2.8V y lo estoy alimentando a través de 3x 1,5V (= así que corte cuando todos ellos @ 0.9V). El sensor es el cuello de botella. Dejará de funcionar a 4,5 V, por lo que el paquete general dejará de funcionar cuando el promedio de las baterías sea de ~ 1,12 V.

Respuestas (1)

Esta no es una respuesta completa en este momento, pero puede ayudarlo un poco.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 1. Un circuito redibujado con la orientación correcta de la batería y el diseño de los componentes convencionales para facilitar la lectura.

esquemático

simular este circuito

Figura 2. (a) La forma habitual y adecuada de cambiar un suministro dual. (b) La conmutación del negativo deja 1,5 V conectados permanentemente entre los dos chips.

Otros han señalado los problemas que puede causar crear un suministro dual con baterías. No es una buena idea. Mucho mejor tener un suministro y un regulador LDO.

En el Circuito B, cuando el interruptor está apagado, el 'micro' también tiene polaridad inversa de 1.5v en sus pines de suministro.
Gracias, Howie. Podría estar entre 0 y -1,5 V dependiendo de la conductancia relativa de cada dispositivo. De cualquier manera, es un desastre.
Creo que la Figura 2a está bien aparte de la descarga desigual de la batería.
Oh hombre, ni siquiera noté ese problema con (b).
@Transistor: ¡Múltiples problemas con 2b)! Pero la figura 2a) está bien, desde el punto de vista del interruptor. Comprendido. Necesitaría un interruptor DPST.
@Transistor: ¿Puede agregar su propio 2c sobre cuán peligrosa es mi "configuración deficiente de múltiples toques" con celdas alcalinas AA o AAA? Encontré esta publicación y me hace pensar que el perfil de descarga de mi circuito pobre podría ser similar a las fallas comunes de "juguetes baratos o productos de consumo" o incluso a las variaciones de producción de murciélagos. Y por lo tanto debería estar bien. ¿Se incendiará mi circuito? ¿Qué diferencia de voltaje (DMM aquí) entre mis bloques puede considerarse un "desequilibrio de ahorro" para los alcalinos?
Confieso que no tengo la energía para leer tu pregunta en detalle. Fue un poco largo. Nunca he oído hablar de un alcalino que realmente se incendie, pero probablemente lo hayan hecho en alguna parte. Mi objetivo principal con la respuesta fue aclarar su pensamiento y hacer que su esquema sea comprensible.