Stabilità dell'uscita USB + 5V

Quindi sto progettando un dispositivo che dovrebbe connettersi al PC tramite USB e trarre energia dal VBUS (+ 5v) dell'USB.

Mi chiedo se devo inserire un regolatore di tensione tra + 5v dall'USB e il microcontrollore sul mio dispositivo. Ho testato questo dispositivo sul mio laptop e funziona benissimo. Ma non sono sicuro di poter fare ipotesi sulla stabilità del VBUS su altri computer. Ho esaminato alcuni progetti di Arduino e non sembrano posizionare alcun regolatore di tensione quando è alimentato tramite USB.

Quindi è sicuro supporre che il + 5v proveniente da una connessione USB del PC sia abbastanza stabile?

La specifica USB afferma che il 5 v dovrebbe essere + -5% sotto carico, il che si traduce in 4,75 v in 5,25 v. Una semplice connessione di alimentazione fornirà fino a 100 mA. (È possibile disegnare fino a 500 ma, ma è necessario negoziare per questo.).

La maggior parte dei circuiti integrati progettati per 5v dovrebbe supportare anche la variazione di + -5%.

Il VBUS a 5 V non è sicuramente stabile e di solito varia con il carico del computer. Nei prodotti audio USB, questo crea tutti i tipi di rumore, presumibilmente dalle fluttuazioni della frequenza audio causate da schede video, dischi rigidi, ecc. Per queste applicazioni, è necessario un regolatore. Con il tuo micro, probabilmente non importa, ma se stai facendo qualsiasi tipo di conversione da analogico a digitale, consiglierei anche un regolatore.

Le specifiche USB elencano un calo nel caso peggiore di 4,375 V sul dispositivo, dopo un hub alimentato dal bus, con cadute transitorie a 4,07 V. Tenere presente che non tutti gli host USB seguono le specifiche USB, quindi potrebbe essere anche peggio.

Wikipedia riassume :

Si specifica che le funzioni di configurazione e basso consumo dei dispositivi devono operare fino a 4,40 V sulla porta hub tramite USB 2.0 e che le funzioni di configurazione, basso consumo e alta potenza dei dispositivi devono operare fino a 4,00 V sulla porta del dispositivo tramite USB 3.0.

A condizione che si stia utilizzando un computer come sorgente, quindi sì, si può presumere che il 5V sia stabile.

Non puoi supporre questo se utilizzi un adattatore di alimentazione di rete con un'uscita USB, come quello fornito con un iPhone di Apple.

Inoltre, per utilizzare un regolatore in modo efficace, è necessario fornire al regolatore una tensione leggermente superiore rispetto all'uscita del regolatore, altrimenti non appena si carica un carico non ci sarà abbastanza "tensione di riserva" da cui attingere per mantenere + 5V. (So ​​che è un brutto modo di dirlo, ma in qualche modo lo rende più facile da capire!).