¿Necesito usar un capacitor para suavizar el voltaje al alimentar un microcontrolador con USB?

Estoy tratando de hacer una máquina CNC con un Arduino Uno y 3 motores paso a paso. Planeo alimentar el Arduino con USB, pero necesito una fuente de alimentación de 5v para los 3 microcontroladores del motor paso a paso. No pude encontrar un adaptador de pared de 5v en ninguna tienda cercana, y esperaba que un USB pudiera ser suficiente ya que no quiero esperar el envío.

Al investigar en línea, parece que puede haber picos de voltaje que posiblemente podrían dañar los microcontroladores cuando se alimentan a través de USB. ¿Es esto algo de lo que debo preocuparme? ¿Realmente necesito usar un capacitor? Este es mi primer proyecto de ingeniería eléctrica, así que pido disculpas si esto es de conocimiento común.

Espero que este diagrama aclare cómo estoy ensamblando esta máquina:

El poder vendría desde el extremo derecho (el rojo es poder, el negro es tierra).

Los controladores específicos que estoy usando son los controladores de motor paso a paso fáciles y las especificaciones se pueden encontrar aquí: https://learn.sparkfun.com/tutorials/easy-driver-hook-up-guide

Pero se indica que funciona en un sistema de 5v.

@Tom parece que el paso a paso tiene un voltaje de controlador separado y una entrada de voltaje del motor, supongo por la redacción.
@TomCarpenter No creo que se refiera a los motores paso a paso, creo que se refiere a la lógica del chip. ¿A4988?

Respuestas (2)

EDITAR 2:

Lo que preguntas no tiene sentido. El Easy Driver ya tiene su propia fuente de 5 V que se regula a la baja a partir del voltaje que proporcionas para impulsar el paso a paso, que DEBE estar entre 6 V y 30 V, y al menos 2 A, según la página de Easy Driver. Recomendaría 20-24V: con controladores limitados de corriente, cuanto mayor sea el voltaje, mejor. Sin embargo, esto también hace que su placa sea vulnerable a los picos de voltaje de LC que, si superan el máximo de 30 V, pueden destruir instantáneamente su placa. Si bien tiene un límite de desacoplamiento de 47uF entre Vin y GND, le recomendaría que lo complemente con un electrolítico de 100uF o más.

Cuando la página del producto dice que funciona con 3,3 V o 5 V, se refiere a las señales lógicas de su Arduino, NO al voltaje de suministro de los motores.

Todo esto a continuación es inútil, ya que la placa no tiene una entrada lógica de 5V, pero se mantiene por razones históricas.

Supongo que está utilizando controladores A4988 de Pololu .

Si, como supongo, SOLO está alimentando las fuentes de alimentación de la lógica del controlador del motor paso a paso, entonces puede ejecutarlo fuera de la línea USB de 5V.

Sin embargo, tiene razón en que hay problemas de ruido con los USB. Si bien dudo que los picos sean suficientes para dañar los controladores (no dañan otros dispositivos de 5 V que se conectan a ellos), la mayor preocupación es que con varios controladores paso a paso en la misma línea, si no pone un ~0.1uF tapa de cerámica a través de cada suministro lógico, crearán un ruido que interferirá entre sí y dará como resultado pasos salteados por sus steppers (esto me pasó a mí).

EDITAR: Notas importantes

Los condensadores DEBEN ser cerámicos (a menudo pequeños discos amarillos) NO electrolíticos (columnas). Su propósito es absorber picos de ruido súper rápidos, y la cerámica eliminará frecuencias MUCHO más altas. Si bien no creo que un condensador de filtro grande sea muy importante, no está de más colocar un condensador electrolítico de más de 47 uF en la línea de 5 V para absorber cualquier caída o pico grande.

Si son los controladores de Pololu, siga la información de configuración en la página del producto y estará bien (probablemente).

Me disculpo por la confusión. Estaba viendo un video de YouTube de una fuente bastante confiable, TinkerNut para ser exactos, y mostró que el sistema funciona con una fuente de alimentación de PC de 5v. Tengo los mismos controladores de motor paso a paso, así que tengo un modelo diferente o no entendí bien cómo estaba conectando la fuente de alimentación. No entró en detalles allí, así que busqué ayuda aquí. ¡Realmente aprecio las respuestas actualizadas!

Depende de la fuente USB. Si es una PC, la corriente está limitada a 500 mA pero está bien filtrada. Si usa una corriente de pared, la corriente es de 1 amperio como máximo para los cargadores típicos y de 2 amperios como máximo para ciertos teléfonos inteligentes Samsung.

Las verrugas de la pared emiten varios mV pp de ondulación. Omitir un filtro mantiene las verrugas de pared pequeñas, y los circuitos de carga de los teléfonos tienen filtros incorporados. Si usa una verruga de pared, agregaría un inductor de 3 amperios de 100 uH en serie con la línea de 5 voltios, luego un capacitor de 16 voltios de 100 uF de poder a tierra, cerca de la verruga de la pared.

Si es posible, se recomienda que instale condensadores de derivación/desacoplamiento donde la alimentación USB está conectada a su placa. Por lo general, un smd de cerámica de .1uF y 25 voltios servirá. Absorberá el ruido transitorio local. Si el ruido es fuerte, agregue un capacitor cerámico de 4.7uF de 25 voltios en la misma área.

. . . y por supuesto, SIEMPRE necesitas condensadores de desacoplamiento
@Marca. Los agregué en el último párrafo. Gracias por el recordatorio.