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【单片机项目】电源如何扩展、电源模块、电池模块如何接线

2025/3/10 22:13:48 来源:https://blog.csdn.net/xiaolong1126626497/article/details/146071578  浏览:    关键词:【单片机项目】电源如何扩展、电源模块、电池模块如何接线

一、前言

解决2个关键问题:

【1】如果项目编号小于172之前的项目。 可能会遇到电源模块不够接,需要扩展电源的问题。

【2】如果项目编号是大于 172之后项目,部分项目用到了稳压电源模块或者是电池模块。 这篇文章单独讲解一下如何接线。

二、电源模块如何接

先了解电源模块的,输出电压范围。

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我们在与STM32开发板连接的时候,STM32开发板的右下角5V和GND 要与电源模块的5V和GND连接。 这样开发板就可以从电源板上取电。

其他模块的VCC和GND也都接入到电源模块的VCC和GND上即可。

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如何调整电压?

看视频讲解:https://live.csdn.net/v/385585

电源模块的可调电压输出功能演示(调整输出的电压)

三、电池模块如何接电源

如果你的项目里使用了电池模块。

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那么看下面的视频,了解如何接电源。

看视频讲解:

【电池】电源模块的连接说明

【电池】电源模块的连接说明

四、电源不够接如何扩展?

当你的模块都买回来时,接线发现,板子的电源口太少了,模块很多,电源不够接,怎么解决?

4.1 方法1: 焊接

第一种: 需要焊接排针。 淘宝购买两排单排排针。 然后在PCB洞洞板上焊接两排排针扩展电源。

看下面的图片: 两排排针底部 是联通的。 焊接好之后,分别用两根杜邦线,将排针分别插在开发板的5V和GND电源口上,这样就可以将板子的5V和GND扩展出多个,你的模块就可以正常接了。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

如果你不会焊接怎么办? 但是又想焊接,你可以去外面 修手机修电脑的店铺,让他们帮忙给你焊接一下排针即可。

4.2 方法2:买扩展模块

第二种办法: 直接淘宝买电源扩展板。

链接:
https://item.taobao.com/item.htm?id=824064501327&pisk=fEFjn0YWOnxjbDWVdFQrdBU9b9h1Cl1F1FgT-Pd2WjhA1VEUVAdNnjks1unzgmzqM1gTYuMTbcz2o8qUJIPVnfRsifcOYM5FTE4msfI4zsVvm03sR1utXmQXpe7fYM5FTtL-1isU0CGLT03i2q3tDAQWwV3j6V3x6ai-52v9DlETyagskddtWx3Jw20j6hHtXzp–2itkmH92agi2chWRTgRh0zfrrhv3gSV8PiW6BTnlxp35dRkZrgxh5hKVYkzNqMjvY7FJFFY4PF4iYXJFf4zdlwTvgJqDJgQVvyfAIZQmVUsWo1HR0Fb57M0UeRLPAibeSHWWCUzy-HLCosXnme4Vv0-eF1nzko8oSe5S3UYYmGxyY5dRzHTUSD3ggdj9J4qgREd4KoYdVIzZBoBA1v6PvAsPD75Pdvgel6pmGJur-Hxr4YFPa9eIx3oPD75PdviH40laa_WLdf…&skuId=5538517420771&spm=pc_detail.29232929%2Fevo365560b447259.guessitem.d0

买2个扩展板,方便分别扩展5v电源 和 3.3V电源。 将开发板的5V和3.3V电源分别用杜邦线接入到下面的扩展板最前面横着的一排的VCC和GND上。其他模块就可以将电源接在此扩展板上竖着的VCC和GND上了,解决电源不够接的问题。
在这里插入图片描述

4.3 扩展模块如何接?

很多同学没怎么动手做过类似的事情,对这种接线,没有概念。我这里画一个图来介绍一下。

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其他的模块的电源(VCC、GND)就接这个扩展排针上就可以了。 这样就解决了电源排针不够接的问题。

五、电压、电流的基础知识科普

直流电的电流和电压概念详解

在电学中,电压(Voltage)电流(Current) 是最基本的概念。它们分别代表着电能的驱动力和电荷的流动。我们先分别解释它们的概念,再分析它们的关系,并解释为什么直流电(DC)有正负极。


1. 什么是电压?为什么有正负极?

(1)电压的概念

电压是指电荷之间的电势差,它是驱使电流流动的“推动力”,单位是伏特(V)。可以类比成“水压”——水压越高,水就流得越快;同样,电压越高,电流的驱动力就越大。

打个比方

  • 高处的水流向低处,因为水有“水势差”;
  • 电荷从高电势流向低电势,因为它们之间有“电势差”(也就是电压)。

所以,电压就是推动电荷流动的力量,它决定了电流的方向。


(2)为什么有正极和负极?

直流电(DC) 之所以有正极(+)和负极(-),是因为它的电压是恒定的,不随时间变化。一般:

  • 正极(+):电势高
  • 负极(-):电势低

电荷在电压的作用下,会从负极流向正极,但是一般约定电流方向为正极流向负极(这个是人为规定的,叫“约定电流方向”)。


2. 什么是电流?

电流表示电荷的流动,单位是安培(A)。可以把它理解为水管中的“水流量”,水流量越大,水就流得越快。同样,电流的大小表示单位时间内通过导体某一点的电荷数量。

  • 直流电流(DC Current):电流的方向恒定不变,比如电池提供的电流;
  • 交流电流(AC Current):电流的方向随时间变化,比如家庭用电。

在直流电中,电子从负极流向正极,但由于“约定电流方向”,我们一般认为电流从正极流向负极


3. 电压、电流的关系

电压和电流的关系可以用欧姆定律(Ohm’s Law) 表示:

U=IRU = IR

其中:

  • U 是电压(Volt,V)
  • I 是电流(Ampere,A)
  • R 是电阻(Ohm,Ω)

理解方式

  • 电压是推动力(类似水压)
  • 电流是流动的电荷(类似水流)
  • 电阻是阻碍电流的因素(类似水管的狭窄程度)

如果电阻固定:

  • 电压升高,电流变大(水压高,水流快)
  • 电压降低,电流变小(水压低,水流慢)

4. 总结

  • 电压(V):电势差,推动电流流动的“驱动力”。
  • 电流(A):电荷的流动,方向由正极流向负极(约定方向)。
  • 电阻(Ω):阻碍电流流动的因素。
  • 直流电有正负极,因为它的电压是固定的,电流方向不变。

你可以把它想象成一个水循环系统:

  • 电池是水泵(提供电压)
  • 电流是水流
  • 电阻是水管的狭窄程度
  • 电压越高,水泵推得越猛,水流(电流)就越大!

六、电机转动会影响其他模块吗?

在直流电路系统中,电机转动时导致其他模块无法正常工作,一般是因为供电问题


1. 电机瞬间启动时,电流需求过大

问题描述

电机在启动时,一般需要较大的瞬时电流,远远超过它正常运行时的电流。这叫做启动电流冲击

为什么会这样?

  • 电机启动时,需要克服惯性,从静止状态到转动状态,需要大量能量;
  • 电机的电磁线圈在初始状态是“低阻抗”的,导致电流猛增;
  • 如果电源供电能力不足,瞬间的高电流消耗会导致整个电路系统的电压下降(电压跌落),其他模块因此可能得不到足够的电压,导致无法正常工作。

表现现象

  • 其他模块可能死机、重启、工作异常
  • 可能听到电机启动时,电压降低的“嗡嗡”声
  • 测量电压时,可能发现电压在电机启动时明显下降。

2. 电源功率不足(供电能力不够)

问题描述

如果电源(比如电池或电源适配器)的功率(W)或最大输出电流(A)不足,就会导致电机运转时,其他模块无法获得足够的电能。

为什么会这样?

  • 电源有最大电流输出能力(比如 12V 5A 电源,最大只能提供 5A)。
  • 如果总负载电流超过这个数值,电源可能会进入限流状态,甚至触发保护机制,导致电压下降。
  • 其他模块电压不稳定,就可能死机或异常

如何检查?

  1. 计算总电流需求:各个模块的电流 + 电机的最大电流,看看是否超过电源的额定输出。
  2. 更换更大功率的电源,比如从 12V 5A 升级到 12V 10A,看看是否有所改善。

3. 电源线或电路的导线太细,电阻过大

问题描述

电机启动时需要大电流,如果供电线路(电线)过细或者接触不良,会导致供电线路本身有较大电阻,形成电压降

为什么会这样?

  • 细导线的电阻大,电流流过时会有电压损耗;
  • 远距离供电时,线缆本身就会损耗一部分电压
  • 结果就是:电机工作时,其他模块供电电压不够,导致故障

如何检查?

  1. 测量电源输出端 vs. 负载端的电压,看看电压是否有明显下降。
  2. 使用更粗的电源线,减少电阻损耗。
  3. 缩短电源线长度,减少电压损失。

4. 供电电容不足,导致电压不稳定

问题描述

当电机启动时,它会造成瞬间的电压波动(电压跌落)。如果没有足够的滤波电容,其他模块会受到影响。

为什么会这样?

  • 电容可以存储电荷,在电机启动时提供额外的电流支持
  • 如果没有大电容,电压波动会直接影响其他模块的工作
  • 低压 MCU(如 3.3V、5V 的单片机)特别容易受影响。

解决方案

  1. 在电机附近并联大电容(比如 470μF~1000μF 的电解电容);
  2. 在主电源线上加适当的电容(比如 1000μF 的电解电容 + 0.1μF 的陶瓷电容);
  3. 使用独立的电源给 MCU 等敏感模块供电,避免受到电机干扰。

5. 电机产生电磁干扰(EMI)影响其他模块

问题描述

电机工作时,特别是直流有刷电机,会产生很强的电磁干扰,影响电路的正常工作。

如何降低干扰?

  1. 在电机两端并联滤波电容(常用 0.1μF 陶瓷电容)。
  2. 使用屏蔽电缆或尽量让信号线远离电机电源线
  3. 给 MCU 或传感器供电加滤波电路,比如LC 滤波或者独立电源

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