5V Spannungsversorgung für Arduino & Co

[Andre S. (andre16)]

Guten Tag!

Ich beschäftige mich derzeit mit einem Arduino Nano und versuche einige 
Versuche damit zu machen um zu lernen. Ich kenne mich nur wenig mit der 
Materie aus, versuche mir alles passend anzulesen, manchmal fehlt einem 
leider das passende Stichwort um zum Erfolg zu kommen.

Da ich nicht löten kann bestehen meine Versuche derzeit aus dem Arduino 
Nano (über USB versorgt) und Jumper Kabeln, mit denen ich Komponenten an 
den Arduino anschließe.

Ich habe ein Ethernet Modul und ein Relais Board jeweils einzeln 
erfolgreich an den Arduino anschließen und programmieren können, was 
mich jedoch zu folgender Fragestellung bringt, die für euch sicherlich 
sehr banal rüberkommt.

Ich suche nach einer Möglichkeit die Module mit Spannung zu versorgen. 
Ich kann per Jumper Kabel 5V von einem Pin auf dem Arduino nehmen, 
jedoch kann ich dann nur ein Modul mit Spannung versorgen, da es eben 
nur einen Pin mit 5V gibt.

Auf der anderen Seite lese ich, dass z.B. das Relais Board lieber mit 5V 
aus einer separaten Spannungsquelle und nicht vom Arduino gespeist 
werden soll.

Was mir nun fehlt ist so etwas wie ein Steckernetzteil oder USB Kabel 
welches am anderen Ende einen Jumper Stecker hat (wenn möglich sogar 
mehrere...).

Ein solches Netzteil würde ich mit Spannung versorgen und die Jumper 
Stecker jeweils mit dem Arduino und/oder den einzelnen Modulen 
verbinden. Oder ich würde das Ethernet Modul mit 5V vom Arduino Pin und 
das Relais mit den 5V aus dem Netzteil betreiben.

Ich finde "Netzteil" um ein Breadboard mit 5V zu betreiben, dort könnte 
ich dann vermutlich mehrmals 5V für die einzelnen Module abnehmen, 
jedoch würde ich mir das Breadboard aus Platzgründen eigentlich gern 
sparen.

Meine Frage ist so banal dass ich vermute dass mir nur der Schubs in die 
richtige Richtung fehlt.

Wie könnte ich also Arduino, Ethernet Modul und Relais Board mit 5V 
versorgen (ohne löten)?

Bin für jeden Tipp dankbar.

Gruß,
Andre

[Stefan F. (Gast)]

Das Breadboard wirst du früher oder später sowieso brauchen.

Ich glaube nicht, dass es netzteile mit den gewünschten Anschlüssen 
gibt. Aber du kannst den Stecker abschneiden und durch eine Lüsterklemme 
ersetzen, in die kannst du dann Jumperkabel stecken und festschrauben.

Einen Lötkolben und einen Satz Schrumpfschläuche sollte jeder im haus 
haben, der mit Elektrnik hantiert.

[Clemens L. (c_l)]

Netzteile gibt es mit USB oder mit Hohlstecker. Wenn du also wirklich 
nicht löten lernen willst, brauchst du einen Adapter mit Hohlbuchse, 
z.B.:
http://www.pollin.de/shop/dt/ODk4NzQ1OTk-
http://www.ebay.de/itm//282171260637
https://www.google.de/search?q=hohlbuchse+adapter
oder eine Adapter mit USB-Buchse, z.B.:
http://www.pollin.de/shop/dt/Njg4NjcyOTk- (nicht lieferbar)

[Frank S. (_frank_s_)]

Andre S. schrieb:
> Da ich nicht löten kann

Hallo Andre,
ich hoffe, das ist nicht körperlich bedingt. Ansonsten hilft nur üben, 
üben, üben. Nimm dir als Aufgaben einfache Sachen.
Fange damit an, aus alten Platinen die Bauteile auszulöten (manchmal 
findet man dabei sogar noch nützliche Teile).
Probiere auf Lochrasterplatinen einfache Schaltungen aus.
Zur Not erst einmal Drahtstücke verlöten.

Ohne Umgang mit dem Lötkolben wirst du auf Dauer nicht froh. Viele 
Bauteile gibt es nach wie vor in THT (bedrahtet).

5V Netzteile und entsprechende Buchsen kann man dann schon nutzen.

z.B.

http://www.pollin.de/shop/dt/MjYxODQ2OTk-/Stromversorgung/Netzgeraete/Steckernetzgeraete/Stecker_Schaltnetzteil_EMSA050120_5_V_1_2_A.html
Stecker-Schaltnetzteil EMSA050120, 5 V-/1,2 A
Bestellnummer:351 837
Preis: 2,50 €

und
http://www.pollin.de/shop/dt/ODk4NzQ1OTk-/Bauelemente_Bauteile/Mechanische_Bauelemente/Stromversorgungsstecker/Hohlstecker_Adapter_DAYCOM_A_HK5_5X2_1_SK.html

Hohlstecker-Adapter DAYCOM A-HK5.5X2.1/SK
Bestellnummer:452 101
Preis: 0,95 €

Da muss nix gelötet werden, da Schraubklemme.

MfG von der Spree
Frank

p.s. Mist da war einer schneller ! :-)

[Andre S. (andre16)]

Hallo!

Vielen Dank für die Infos.  Das "nicht löten können" ist purer Faulheit 
geschuldet. Ich hatte immer vor es zu probieren/zu lernen, bin aber nie 
dazu gekommen. Steht auf jeden Fall auf der Liste von Dingen die ich 
können möchte ganz oben :-)

Ich habe noch eine Frage. So einen Adapter "Hohlstecker auf 
Schraubklemme" habe ich bereits, ein Netzteil das 5V liefern kann 
ebenfalls.

Kann ich einfach ein Jumper Kabel auf einer Seite abisolieren und so die 
Schraubklemme mit dem Pin (jeweils Plus und Minus) auf dem Arduino Modul 
verbinden?

Kann ich auch jeweils zwei Jumper Kabel verwenden um aus der 
Schraubklemme zwei Mal Plus und Minus für zwei Module herauszuführen?

Das wäre ja fast zu einfach.

Gruß,
Andre

[Pete K. (pete77)]

Ja, kannst Du.

Für dieses Hobby sind aber elementare Grundlagen in Elektronik und 
Programmierung notwendig.
Ich hoffe, Du magst es, ein wenig zu lesen (Datenblätter, Bücher, Forum, 
etc.).

R=U/I sollte schon bekannt sein.

[Teo D. (teoderix)]

Andre S. schrieb:
> Kann ich einfach ein Jumper Kabel auf einer Seite abisolieren und so die
> Schraubklemme mit dem Pin (jeweils Plus und Minus) auf dem Arduino Modul
> verbinden?

Klar, nimm aber Aderendhülsen mit Kragen. Ist eine Art Knickschutz, 
ohne is das schnell ab. Ohne Aderendhülsen, erwischt die Schraube nur 
wenige Adern!
Wenn diese nur in Schraubklemmen und nicht 10J im Keller o.ä. funzen 
muss, tut's erstmal ne Zange zum flachdrücken. Quetschzangen sind da 
etwas besser im Ergebnis. Für gehobene Ansprüche, gibt's echte 
Crimpzangen.

[Joachim B. (jar)]

wo ist das Problem?

http://www.ebay.de/itm/272520274923?_trksid=p2057872.m2749.l2649&var=571595826056&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT

http://www.ebay.de/itm/5pcs-MB102-Netzteil-Power-Supply-Board-DC-3-3V-5V-fur-Arduino-Breadboard-TE608-/381818832635?hash=item58e62d06fb:g:deYAAOSwZJBYBmR1

wenn nicht zuviel aus dem Arduino gesaugt wird reicht es vom Arduino PIN 
5V und GND auch die Breadboardschienen zu gehen.

So ein Aufbau läuft nun seit 1,5 Jahren zur Steuerung meiner Rolläden 
nach Sonnen-auf-untergangbrechnung auf Funkempfänger Aktoren.

Es gibt auch kleine Breadbords
http://www.ebay.de/itm/400-Points-Mini-Solderless-Breadboard-Protoboard-PCB-Test-Board-83x55m-400-Holes/171258614578?_trksid=p2059210.c100148.m2813&_trkparms=aid%3D333008%26algo%3DRIC.MBE%26ao%3D1%26asc%3D20140728113733%26meid%3D7a6a61b837a2483c974aa8fbc78f5cac%26pid%3D100148%26rk%3D1%26rkt%3D4%26mehot%3Dpp%26sd%3D172378987153

[Patrick J. (ho-bit-hun-ter)]

Hi

Joachim B. schrieb:
> wenn nicht zuviel aus dem Arduino gesaugt wird reicht es vom Arduino PIN
> 5V und GND auch die Breadboardschienen zu gehen.

Klar, hier befeuert ein Arduino ein I2C-Display, nur über USB versorgt.
Ist aber unschön (blödes Kabelgelump, Das) und bei einem Kurzschluß 
hoffe ich für Dich, daß ein USB-Hub das Übel auffängt und nicht Dein PC 
die Flügel streckt.

Da ich hier 12V zur Verfügung habe, ist so ein China-Step-DN-USB-Stöpsel 
zur Versorgung von Handy, Tablet, Foto-Apparat, was so rumfliegt, 
vorhanden - auch werkeln dort akut zwei ATtiny dran rum und spulen das 
enthaltene Programm ab - kleiner Vorteil: bleibt auch an, wenn der PC 
aus geht.
Nebenbei: Die 12V werden 'solar' generiert

@Andre
Achtung, eine Seite des Lötkolben wird heiß ;)
Wenn Du in Zukunft mehr mit Steckbrettern (Breadbords) machen willst - 
es gibt auch 'Anschluß-Platinen', Die die +5V und GND auf beiden Seiten 
auf's Steckbrett liefern - unterm Strich auch selber herstellbar - aber 
halt mit Löten.
Die Jumper-Wire sind aber schon Mal ein guter Anfang.

MfG

[Joachim B. (jar)]

für ein NokiaDisplay und RTC brauche ich nicht mal Steckbrücken

[Stefan F. (Gast)]

> nur über USB versorgt...und bei einem Kurzschluß hoffe ich für Dich,
> daß ein USB-Hub das Übel auffängt und nicht Dein PC die Flügel streckt.

Einen Hub zwischewnzuschalten halte ich auf jeden Fall für eine gute 
Idee.

Meine Erfahrung ist, dass im Kurzschlussfall die Diode auf dem Arduino 
Board schneller durchbrennt, als der laptop. Aber ich würde mich nicht 
darauf verlassen.

[Andre S. (andre16)]

Hallo!

Vielen Dank für die zahlreichen Antworten. Ich habe mir nun erstmal 
einen "Y-Adapter" aus drei Jumper Kabeln erstellt, indem ich eine Seite 
abisoliert habe und die drei Kabel mit einer Klemme verbunden habe. Die 
Klemme drückt die Adern quasi mit einer Feder zusammen und ist für 
Litzen gedacht.

Dieses Provisorium genügt erstmal um 5V vom Arduino abzunehmen und 
einmal an das Ethernet Modul und einmal an das Relais Board zu geben. 
Schön ist aber was anderes ;-)

Wenn ich den Arduino (über USB) mit einem 5V Netzteil und nicht über den 
USB Port des Computers anschließe schaltet auch das Relais sauber. Am PC 
angeschlossen wollte es manchmal nicht so wie es sollte.


Gruß,
Andre

[Stefan F. (Gast)]

> Schön ist aber was anderes

Quatsch, das ist einwandfrei. Elektronik muss genauso wenig schön sein, 
wie Politiker.

[Andre S. (andre16)]

Vielen Dank noch einmal für die vielen Tipps. Meinen Testaufbau konnte 
ich so in Betrieb nehmen - jedoch habe ich noch ein Problem.

Wie oben geschrieben habe ich an meinem Nano ein Ethernet Modul (W5100) 
und ein 4 Kanal Relais Board (genau genommen: 
https://www.amazon.de/gp/product/B00M8XJ71U/ref=oh_aui_detailpage_o05_s00?ie=UTF8&psc=1). 
Der Nano bekommt Strom über ein USB Netzteil, ich greife am 5V Pin des 
Nano Strom für das Ethernet Modul und das Relais Board ab.

Netzwerk funktioniert einwandfrei, ebenso das Relais Modul - meistens.

Und hier ist mein Problem. Meistens schalten die Relais alle sauber ein 
und aus, dabei ist es egal ob ich eins oder alle vier betreibe. Manchmal 
aber geraten ein oder sogar zwei der Relais in einen Zustand in dem die 
Kontroll LED nur schwach flackert das Relais aber nicht schaltet oder 
die LED flackert heller und auch das Relais schaltet mehrmals in der 
Sekunde hin und her.

Manchmal stabilisiert sich das Ganze, manchmal nicht.

Kann es ein Problem mit der Stromversorgung sein? Ich nutze im Moment 
einfach ein USB Netzeil von einem Tablet, ich hätte gedacht das hat 
genug Power zum schalten der Relais.

Ich werde heute abend Mal ein Multimeter benutzen und versuche zu 
schauen ob auch 5V beim Pin der schaltet anliegen oder ob vielleicht die 
Spannung abfällt.

Gruß,
Andre

[Stefan F. (Gast)]

> Kann es ein Problem mit der Stromversorgung sein?

Eventuell fehlt eine GND Verbindung zwischen den Platinen.

[Andre S. (andre16)]

Ich habe nun mal gemessen, wenn alle Pins für das Relais auf "Low" 
stehen, also die Relais durchschalten, fällt die Spannung von knapp 5V 
auf ungefähr 3,8V. Also haben das Ethernet Modul etc. nicht mehr die 
vollen 5V sondern eine ganze Ecke weniger.

Das klingt so irgendwie nicht richtig, also ist vermutlich etwas falsch 
angeklemmt, oder das Netzteil reicht nicht aus (wobei das Netzteil in 
dem Zustand nur 0,25A zieht, was mir nicht zu viel vorkommt...).

Ich habe meine Verkabelung mal aufgemalt und angefügt, vielleicht findet 
sich dort spontan ein Problem. Ansonsten habe ich ein Breadboard mit 5V 
Netzteil geordert, da ich mein altes Breadboard nicht mehr finden kann. 
Ich probiere es dann vielleicht nochmal mit dem Breadboard, vielleicht 
habe ich da mehr Erfolg :-)

[Stefan F. (Gast)]

Ich glaube, dein Netzteil ist zu schwach.

[Patrick J. (ho-bit-hun-ter)]

Hi

Auf der Zeichnung hast Du die beiden GND-Anschlüsse nicht direkt 
miteinander verbunden.
Wenn Das auch im aufgebauten Zustand so ist, könnte hier schon 'ein 
kleines Volt' hängen bleiben.
Weiter gehören an alle Versorgungs-Anschlüsse Keramik-Kondensatoren.
Siehe:
http://rn-wissen.de/wiki/index.php/Abblockkondensator

Wenn bei 0,25A (250mA) die Spannung auf 3,8V einbricht, könnte auch 
einfach nur die Zuleitung zwischen Netzgerät und Schaltung zu dünn sein.
Versuche, die Drähte doppelt zu nehmen, also 2x Plus und 2x Minus zur 
Schaltung zu bringen - dadurch erhöhst Du den Kabelquerschnitt und 
senkst damit den Widerstand.

Blöd gesprochen passen durch das 'doppelte' Kabel doppelt so viele 
Elektronen.
Wenn sich jetzt der Strom aufteilt, hast Du pro Kabel nur noch halb so 
viele Elektronen, Diese haben auch viel mehr 'Platz' und stoßen nicht 
immer überall an (geringerer Widerstand) - dadurch fällt weniger 
Spannung am Draht ab und am µC (bzw. den Relais) kommt Mehr an.

Gerne auch den gemeinsamen GND an den Relais doppelt nehmen.
Alle Ströme für Relais 1 bis 4 müssen über den gemeinsamen GND wieder 
zurück, hier hast Du also den 4-fachen Strom gegenüber der 
Relais-Plus-Seite.

Hoffe, halbwegs verständlich geschrieben - sonst nachfragen :)

MfG

[Andre S. (andre16)]

Hallo!

Sehr verständlich, vielen Dank. Das die Kabel zu dünn sind ist gut 
möglich. Ich habe das Original USB Kabel welches beim Nano dabei war 
verwendet. Ich habe bei einem identischen Kabel einen Stecker 
abgeschnitten weil ich ihn abisolieren und direkt an die Pins des Relais 
Boards anschließen wollte.

Dabei fiel mir auf dass die Adern in dem USB Kabel noch halb so dünn 
sind wir die Jumper Kabel, und sogar die sind schon mickrig.

Ich vermute dass ich auf dem richtigen Weg bin, da ich meine Schaltung 
jetzt komplett zerrupft habe warte ich auf das Breadboard und baue noch 
mal auf.

Kann mir jemand erklären warum die beiden GNDs verbunden werden sollten? 
Ich hätte gedacht die wären (intern) verbunden.

Ich finde übrigens schön dass man auch als Ahnungsloser gute Tipps in 
diesem Forum bekommt. Woanders ist das häufig nicht der Fall.

Gruß,
Andre

[Stefan F. (Gast)]

>Ich hätte gedacht die wären (intern) verbunden.

Sind sie auch, aber nur mit sehr dünnen Leiterbahnen. Bei so hohen 
Strömen und in Kombination mit den Oberwellen von Schalt-Flanken kann 
auf der Leiterbahn zu viel Spannung abfallen und Fehlfunktionen 
auslösen.

Wenn du alle GND Anschlüsse mit ausreichend dicken Leitungen verbindest, 
ist sichergestellt, das alle GND Anschlüsse zumindest annähernd das 
gleiche Potential (Spannung) haben. Und das soll ja so sein, nämlich 0 
Volt.

[Homo Habilis (Gast)]

Teo D. schrieb:
> Klar, nimm aber Aderendhülsen mit Kragen. Ist eine Art Knickschutz,
> ohne is das schnell ab. Ohne Aderendhülsen, erwischt die Schraube nur
> wenige ---Adern---!

"Adern" sind nicht die Einzeldrähte eines feindrähtigen Leiters, sondern 
das_Ganze --- also der einzelne Leiter (meist mit(-samt) Isolierung).

Obwohl man also Aderendhülsen (sinnigerweise) nur für feindrähtige 
Litze benutzt, werden auch Leiter aus Volldraht (z.B. NYM) als "Adern" 
bezeichnet.

[Teo D. (teoderix)]

Homo Habilis schrieb:
> "Adern" sind nicht die Einzeldrähte eines feindrähtigen Leiters, sondern

OK, dann hab ich die letzten 40J, wenn ich die einzelnen Drähte einer 
Litze als 'Einzel-Ader eine Litze' bezeichnet habe einen Fehler gemacht. 
Gut das es zu keinen Missverständnissen kam.

[Andre S. (andre16)]

Hallo!

Ich habe meinen Aufbau erneut zusammengesteckt, diesmal auf einem 
Breadboard inkl. Netzteil (sowas hier: 
https://www.amazon.de/Neuftech-Breadboard-Netzteil-Power-Steckbrett/dp/B00NW4S7H4).

Angeschlossen habe ich ein Steckernetzteil von einem alten Router mit 1A 
und Rundstecker. Leider bleibt mein Problem bestehen...

Ich habe alles soweit reduziert dass ich nur noch den Nano und das 
Relais Board betreibe. Ich verwende den "Blink" Sketch, der alle 5 
Sekunden vier Pins des Arduino (6,7,8 und 9) abwechselnd LOW oder HIGH 
setzt.

Demnach sollte alle 5 Sekunden der Zustand aller Relais wechseln.

Mit einem angeschlossenen Relais funktioniert das auch. Ein zweites 
funktioniert ebenfalls noch. Sobald ich das dritte anschließe schalten 
nur noch zwei Relais und wenn alle vier angeklemmt sind flackern nur 
noch die LEDs kurz auf und der Arduino kann die Relais scheinbar nicht 
mehr schalten. Die On-Board LED die ich gleichzeitig mit ein und 
ausschalten gibt dann ebenfalls keinen Mucks mehr von sich.

Ziehe ich aber einen Pin vom Arduino ab und stecke ihn direkt auf die 
GND Schiene des Breadboards schaltet das Relais.

So ganz verstehen tue ich das nicht, vielleicht hat ja jemand noch einen 
guten Tipp für mich. Mir ist nicht klar wo das Problem liegt da alle 
Tutorial Seiten oder Videos den gleichen Aufbau zeigen und es dort 
scheinbar problemlos auch mit 8 oder mehr Relais funktioniert - ich habe 
nicht den Eindruck dass mein Aufbau sonderlich komplex wäre.

[Clemens L. (c_l)]

Andre S. schrieb:
> Ziehe ich aber einen Pin vom Arduino ab und stecke ihn direkt auf die
> GND Schiene des Breadboards schaltet das Relais.

Also ist das Problem wahrscheinlich, dass der Arduino selbst nicht 
genügend Strom liefern kann, um alle Relais gleichzeitig anzuschalten.
(Die Beschreibung auf Amazon sagt "Jeder Kanal braucht 15-20mA".)

Mit einem Transistor könntest du ein Signal verstärken.

[Helmut H. (helmuth)]

Clemens L. schrieb:

> Also ist das Problem wahrscheinlich, dass der Arduino selbst nicht
> genügend Strom liefern kann, um alle Relais gleichzeitig anzuschalten.
> (Die Beschreibung auf Amazon sagt "Jeder Kanal braucht 15-20mA".)

Ein pin kann locker 20mA (max limit 40 mA) insgesamt für alle max limit 
200mA.

Würde eher mal die Spannung am Arduino 5 V messen, vermutlich sinkt die 
bei jedem angezogenen Relais weiter ab.

Stefan U. schrieb:
> Ich glaube, dein Netzteil ist zu schwach.

glaube ich auch.

[Andre S. (andre16)]

Hallo!

Vielen Dank für die Tipps. Ich habe gemessen und in der Tat ist die 
Spannung auf 3,7 Volt gesunken, wenn alle Relais schalten wollten.

Ich habe das Netzteil ersetzt durch ein 12V 2A Netzteil. Daraufhin hat 
mein "Blink" Sketch funktioniert.

Jetzt kommt mein Aber: Ich habe nun mein Ethernet Modul wieder 
angeschlossen. Ohne das Modul schalten alle Relais im 5 Sekunden Takt, 
so wie gedacht. Schließe ich das Modul an so schalten alle Relais ein, 
aber nach einer kurzen Zeit (0,5-1 Sekunde) wieder aus. Sie bleiben 
nicht mehr die 5 Sekunden angezogen. Sobald ich das Ethernet Modul 
abziehe läuft wieder alles wie gehabt.

Die Spannung sinkt von 4,95 auf 4,87 Volt, ich denke das sollte 
vertretbar sein.

Könnte ich noch etwas probieren?

Danke!
Andre

[Stefan F. (Gast)]

Die Steuereingänge der Relaisplatine mit VCC bzw GND verbinden anstatt 
mit dem µC. Dann siehst du, ob dein Mikrocontroller gestört ist, oder 
der Rest (Stromversorgung+Relais).

[Andre S. (andre16)]

Hallo!

Das Problem scheint nicht der Nano zu sein. Ich habe die vier 
Steuereingänge des Relais auf GND geschaltet.

Ohne Ethernet Modul (5V Kabel abgezogen): Alle Relais schalten ein und 
bleiben eingeschaltet.

Mit Ethernet Modul: Alle Relais schalten ein, bleiben eine halbe Sekunde 
eingeschaltet und fangen dann an zu "klackern", sprich sie schalten 
mehrmals pro Sekunde an und aus.

Ich verstehe nicht wie so etwas banales wie ein Ethernet Modul so eine 
Störung verursachen kann... vielleicht ist es defekt?

Gruß,
Andre