En este artículo vamos a ver las diferentes formas que existen para alimentar una placa de Arduino. La más común de todas es tener nuestro Arduino conectado directamente al ordenador o computadora, sin embargo, ¿qué hacer cuando queremos desconectarla del puerto USB del ordenador? Desgraciadamente, un conocimiento erróneo en este aspecto, puede provocar graves inconvenientes para la placa, incluso dejar de funcionar, por ello te dejamos por aquí un artículo que seguramente te vendrá muy bien para alimentar no solo tu Arduino sino también otros elementos como un motor, sensores, una cámara para Arduino,…
Este post, a modo de explicación, se tratará únicamente de las formas para alimentar las placas Arduino que funcionan a 5 V (UNO, MEGA,…).
💡 Entradas de alimentación de Arduino
Primero de todo, vamos a ver las entradas de alimentación que tiene un Arduino para después conocer las formas de alimentar la placa. Tenemos cuatro entradas:
- Puerto USB: por esta entrada, el Arduino es alimentado a 5V (no se permite una tensión diferente) procedentes del puerto USB de un ordenador o una computadora o de cualquier fuente de alimentación que posea un puerto USB. Si la alimentación proviene de un ordenador, la limitación de corriente es de 250 mA o 500 mA, dependiendo del tipo de puerto USB de dicha computadora; si por el contrario se utiliza una fuente de alimentación externa, la corriente de salida máxima (independientemente de la garantizada por la misma fuente de alimentación) está limitada a 500 mA por el fusible de protección que hay en la placa.
- Enchufe JACK: en esta entrada es empleada una fuente externa (normalmente una fuente de alimentación) con el polo positivo en la parte central del JACK. El valor debe estar comprendido entre 6-20 V, aunque el rango recomendado por el fabricante es de 7-12 V, por lo que no es aconsejable utilizar tensiones inferiores a 7 V (puede desconectarse o dejar de funcionar correctamente) o superiores a 12 V (puede sobrecalentarse la placa debido a que tiene que disipar más potencia de la necesaria).
- Pin 5 V: este pin está conectado directamente a la salida del regulador de voltaje de la placa, por lo que se pueden extraer de ella los 5 V para alimentar cargas externas a Arduino. Aparte de esto, también puede ser empleado para alimentar directamente al Arduino si se dispone de una fuente externa estabilizada de 5 V (muy importante, ya que tensiones superiores o picos de tensión pueden dañar el Arduino definitivamente). Hay que tener en cuenta que, en general, no es recomendable aplicar el voltaje directamente a la salida de los reguladores, pero en este caso en particular, resulta que también sucede los mismo cuando se alimenta el Arduino desde el puerto USB, por lo que podemos suponer este «problema» como inofensivo.
- Pin Vin: se trata de una entrada para alimentación externa cuya conexión va directamente a la entrada del regulador, lo mismo que ocurre con la entrada JACK, por lo que la tensión recomendada es también de 7-12 V.
En las entradas «Pin 5V» y «Pin Vin», tener en cuenta que el polo negativo de tensión se encuentra en las tomas GND de la placa.
🔌 Cómo alimentar nuestra placa
Tenemos dos maneras de conectar y proporcionarle la energía al Arduino (aparte de por USB al ordenador).
- Conectado a la red.
- De manera autónoma mediante baterías o pilas, por ejemplo.
Conectado a la red
Antes de nada, decir que si vamos a usar este método, las fuentes de alimentación deben de proporcionar corriente continua o directa (DC) a nuestra placa. Si empleamos una fuente de corriente alterna (AC) dañaremos el Arduino.
Podemos hacer uso de:
✅ Fuente de alimentación lineal no regulada
Siempre cuenta con un transformador que convierte los 230 Vac de la red a un valor bastante más inferior, un puente de diodos como rectificador y un condensador electrolítico para el filtrado.
Estas fuentes de alimentación son las que ofrecen menos fiabilidad de las que te mostramos, por lo que si puedes decantarte por alguna de las siguientes mejor.
✅ Fuente de alimentación lineal regulada
Esta fuente dispone de un regulador de tensión y condensadores con funciones de filtro y antirretorno.
La tensión es muy estable (variaciones máximas de 0,1 V sobre el valor nominal), independientemente de la corriente (siempre dentro de los límites de la fuente).
El problema de este tipo de fuentes es que su rendimiento es bastante bajo (entre un 40% y un 60%), donde el regulador disipa gran parte de la potencia.
En general, requiere una tensión de entrada igual a la de la red eléctrica (230 Vac).
✅ Fuente de alimentación conmutada
Emplea un sistema de trabajo de alta frecuencia y es capaz de regular la tensión de salida tanto a un valor inferior al de entrada como a un valor superior.
El diseño de estos sistemas es mucho más complejo que los lineales. Ofrece una alta eficiencia (80-90%) y la estabilización es excelente.
Sin embargo, frente a los modelos lineales regulados, generan bastante ruido de alta frecuencia. Normalmente pueden trabajar con gran cantidad de tensiones de entrada (100-240 Vac).
De manera autónoma
En este caso vamos a ver las formas de alimentar nuestra placa Arduino mediante pilas y baterías y así puedas dotar de portabilidad a tu proyecto.
✅ Pila de 9 V
Si tu objetivo es montar un circuito muy básico o simplemente trastear un poco con el entorno de Arduino, esta es tu solución ideal, ya que es muy fácil de encontrar y de emplear.
El problema de estas pilas es, por un lado, su baja capacidad (500-600 mAh) y, por otro lado, su corriente máxima que solo es apta para montajes muy simples.
El precio bastante bajo, sin embargo, no se pueden recargar por lo que su vida útil se reduce a un único uso, haciéndolas poco viables a largo plazo.
Lo ideal es que la conectes a la entrada Vin (mediante cable) o a la entrada JACK a través de un adaptador.
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✅ Pilas AA de 1.5 V
Otra opción que te planteamos es usar cuatro o cinco pilas AA en serie, dando un total de 6-7.5 V (se suma el voltaje de cada pila). Si tu proyecto no es muy exigente, esta también es una opción bastante válida.
Poseen una capacidad aproximada de 800-2500 mAh, aunque todo depende del tipo de pila, y su intensidad máxima suele ser de 1 A.
Como con las pilas de 9 V, su precio es bastante económico y no son recargables.
En las tiendas podemos encontrar portapilas, siendo más comunes los de 4 pilas que los de 5, que hacen mucho más sencillo el montaje. Aunque recomendemos una tensión superior a 7 V en la entrada del Arduino, sino encuentras portapilas de 5, no deberías de tener problema con los 6 V inicialmente (portapilas de 4). Sin embargo, tienes que tener en cuenta que cuando se empiecen a gastar las pilas, la placa va a dejar de funcionar rápidamente.
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✅ Baterías recargables AA de 1.2 V
En este caso podemos emplear 5 o 6 baterías AA recargables de 1.2 V obteniendo 6-7.2 V dependiendo del caso. La diferencia con el caso anterior es que estas sí son recargables por lo que a largo plazo la inversión es más rentable, ya que no requiere nuevos gastos. Existen dos tipos: las de NiCd (están en desuso) y las NiMh.
Al ser recargables, estas pilas son más caras que las AA de 1.5 V. Tenemos que tener en cuenta también que necesitaremos un cargador.
La capacidad va desde los 600-2500 mAh y su intensidad máxima es de 1 A aproximadamente.
Empleando un portapilas podemos realizar un montaje más sencillo. En este caso sería de 5 o de 6, en función de las pilas que empleemos.
✅ Baterías de litio 18650 de 3,7 V
Este tipo de baterías son un gran opción si nuestro objetivo es realizar proyectos con ciertos requerimientos en cuanto a corriente. La idea es colocar dos 18650 en serie y obtener 7.4-8.4V (tensión máxima nominal). Además, decir que son recargables, por tanto son muy útiles a largo plazo, aunque requieran de un cargador especial.
Estas baterías pueden alcanzar capacidades de hasta 4800 mAh, aunque en muchos casos (sobretodo en 18650 chinas) esta capacidad está «falseada«, siendo realmente de unos 1500-2500 mAh.
La capacidad de descarga oscila entre 1C – 2C, siendo, por ejemplo, de casi 10 A para el caso de los 4800 mAh, aunque siempre es recomendable trabajar a descargas más bajas.
Se tratan de baterías más caras por cuestiones evidentes. Decir que hay que tener cuidado con la manera de trabajar con ellas pues un mal uso puede provocar sobrecalentamientos e incluso incendiarse.
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Para conectar y sujetar estas baterías de litio podemos emplear un portapilas para 2.
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✅ Baterías de LiPo
Emplear este tipo de baterías es ideal para circuitos con gran demanda de corriente. Se trata de la solución más completa que podemos darle a nuestro Arduino.
En este caso, vamos a seleccionar una batería en concreto en función del número de celdas de la misma. Se puede emplear una LiPo de 2 celdas (2S), dando aproximadamente 7.4-8.4V, con lo que podríamos alimentar nuestra placa sin problema alguno.
La capacidad de estas baterías va desde 500 a 5000 mAh, además su capacidad de descarga es muy alta (20-25C), por lo que se puede alcanzar una corriente de 100 A en el mayor de los casos.
Estas características se ven traducidas en forma de un mayor coste, sin embargo son recargables haciendo que sean rentables a largo plazo.
A pesar de todos estos aspectos positivos, es necesario anotar que son muy peligrosas y un mal uso de las mismas puede ocasionar graves problemas. Sólo hay que fijarse que incluso el almacenamiento se tiene que realizar en condiciones controladas.
Por ello, las baterías de LiPo, únicamente las recomendamos a usuarios con experiencia en su uso y en proyectos muy complejos.
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Ingeniero Técnico en Electrónica Industrial y Automática. Gran interesado en el mundo tecnológico, el marketing digital y el SEO. Piensa 3D me ha permitido unir mis dos principales pasiones: la electrónica y la creación de proyectos online.