【單片機(jī)項目】電源如何擴(kuò)展、電源模塊、電池模塊如何接線

一、前言

解決2個關(guān)鍵問題：

【1】如果項目編號小于172之前的項目。 可能會遇到電源模塊不夠接，需要擴(kuò)展電源的問題。

【2】如果項目編號是大于 172之后項目，部分項目用到了穩(wěn)壓電源模塊或者是電池模塊。 這篇文章單獨講解一下如何接線。

二、電源模塊如何接

先了解電源模塊的，輸出電壓范圍。

我們在與STM32開發(fā)板連接的時候，STM32開發(fā)板的右下角5V和GND 要與電源模塊的5V和GND連接。 這樣開發(fā)板就可以從電源板上取電。

其他模塊的VCC和GND也都接入到電源模塊的VCC和GND上即可。

如何調(diào)整電壓？

看視頻講解：https://live.csdn.net/v/385585

三、電池模塊如何接電源

如果你的項目里使用了電池模塊。

那么看下面的視頻，了解如何接電源。

看視頻講解：

四、電源不夠接如何擴(kuò)展？

當(dāng)你的模塊都買回來時，接線發(fā)現(xiàn)，板子的電源口太少了，模塊很多，電源不夠接，怎么解決？

4.1 方法1: 焊接

第一種： 需要焊接排針。 淘寶購買兩排單排排針。 然后在PCB洞洞板上焊接兩排排針擴(kuò)展電源。

看下面的圖片： 兩排排針底部 是聯(lián)通的。 焊接好之后，分別用兩根杜邦線，將排針分別插在開發(fā)板的5V和GND電源口上，這樣就可以將板子的5V和GND擴(kuò)展出多個，你的模塊就可以正常接了。

如果你不會焊接怎么辦？ 但是又想焊接，你可以去外面 修手機(jī)修電腦的店鋪，讓他們幫忙給你焊接一下排針即可。

4.2 方法2：買擴(kuò)展模塊

第二種辦法： 直接淘寶買電源擴(kuò)展板。

鏈接:
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

買2個擴(kuò)展板，方便分別擴(kuò)展5v電源 和 3.3V電源。 將開發(fā)板的5V和3.3V電源分別用杜邦線接入到下面的擴(kuò)展板最前面橫著的一排的VCC和GND上。其他模塊就可以將電源接在此擴(kuò)展板上豎著的VCC和GND上了，解決電源不夠接的問題。

4.3 擴(kuò)展模塊如何接？

很多同學(xué)沒怎么動手做過類似的事情，對這種接線，沒有概念。我這里畫一個圖來介紹一下。

其他的模塊的電源（VCC、GND）就接這個擴(kuò)展排針上就可以了。 這樣就解決了電源排針不夠接的問題。

五、電壓、電流的基礎(chǔ)知識科普

直流電的電流和電壓概念詳解

在電學(xué)中，電壓（Voltage） 和 電流（Current） 是最基本的概念。它們分別代表著電能的驅(qū)動力和電荷的流動。我們先分別解釋它們的概念，再分析它們的關(guān)系，并解釋為什么直流電（DC）有正負(fù)極。

1. 什么是電壓？為什么有正負(fù)極？

（1）電壓的概念

電壓是指電荷之間的電勢差，它是驅(qū)使電流流動的“推動力”，單位是伏特（V）?？梢灶惐瘸伞八畨骸薄畨涸礁?，水就流得越快；同樣，電壓越高，電流的驅(qū)動力就越大。

打個比方：

• 高處的水流向低處，因為水有“水勢差”；
• 電荷從高電勢流向低電勢，因為它們之間有“電勢差”（也就是電壓）。

所以，電壓就是推動電荷流動的力量，它決定了電流的方向。

（2）為什么有正極和負(fù)極？

直流電（DC） 之所以有正極（+）和負(fù)極（-），是因為它的電壓是恒定的，不隨時間變化。一般：

• 正極（+）：電勢高
• 負(fù)極（-）：電勢低

電荷在電壓的作用下，會從負(fù)極流向正極，但是一般約定電流方向為正極流向負(fù)極（這個是人為規(guī)定的，叫“約定電流方向”）。

2. 什么是電流？

電流表示電荷的流動，單位是安培（A）?？梢园阉斫鉃樗苤械摹八髁俊保髁吭酱?，水就流得越快。同樣，電流的大小表示單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一點的電荷數(shù)量。

• 直流電流（DC Current）：電流的方向恒定不變，比如電池提供的電流；
• 交流電流（AC Current）：電流的方向隨時間變化，比如家庭用電。

在直流電中，電子從負(fù)極流向正極，但由于“約定電流方向”，我們一般認(rèn)為電流從正極流向負(fù)極。

3. 電壓、電流的關(guān)系

電壓和電流的關(guān)系可以用歐姆定律（Ohm’s Law） 表示：

U=IRU = IR

其中：

• U 是電壓（Volt，V）
• I 是電流（Ampere，A）
• R 是電阻（Ohm，Ω）

理解方式：

• 電壓是推動力（類似水壓）
• 電流是流動的電荷（類似水流）
• 電阻是阻礙電流的因素（類似水管的狹窄程度）

如果電阻固定：

• 電壓升高，電流變大（水壓高，水流快）
• 電壓降低，電流變小（水壓低，水流慢）

4. 總結(jié)

• 電壓（V）：電勢差，推動電流流動的“驅(qū)動力”。
• 電流（A）：電荷的流動，方向由正極流向負(fù)極（約定方向）。
• 電阻（Ω）：阻礙電流流動的因素。
• 直流電有正負(fù)極，因為它的電壓是固定的，電流方向不變。

你可以把它想象成一個水循環(huán)系統(tǒng)：

• 電池是水泵（提供電壓）
• 電流是水流
• 電阻是水管的狹窄程度
• 電壓越高，水泵推得越猛，水流（電流）就越大！

六、電機(jī)轉(zhuǎn)動會影響其他模塊嗎？

在直流電路系統(tǒng)中，電機(jī)轉(zhuǎn)動時導(dǎo)致其他模塊無法正常工作，一般是因為供電問題。

1. 電機(jī)瞬間啟動時，電流需求過大

問題描述

電機(jī)在啟動時，一般需要較大的瞬時電流，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它正常運行時的電流。這叫做啟動電流沖擊。

為什么會這樣？

• 電機(jī)啟動時，需要克服慣性，從靜止?fàn)顟B(tài)到轉(zhuǎn)動狀態(tài)，需要大量能量；
• 電機(jī)的電磁線圈在初始狀態(tài)是“低阻抗”的，導(dǎo)致電流猛增；
• 如果電源供電能力不足，瞬間的高電流消耗會導(dǎo)致整個電路系統(tǒng)的電壓下降（電壓跌落），其他模塊因此可能得不到足夠的電壓，導(dǎo)致無法正常工作。

表現(xiàn)現(xiàn)象

• 其他模塊可能死機(jī)、重啟、工作異常；
• 可能聽到電機(jī)啟動時，電壓降低的“嗡嗡”聲；
• 測量電壓時，可能發(fā)現(xiàn)電壓在電機(jī)啟動時明顯下降。

2. 電源功率不足（供電能力不夠）

問題描述

如果電源（比如電池或電源適配器）的功率（W）或最大輸出電流（A）不足，就會導(dǎo)致電機(jī)運轉(zhuǎn)時，其他模塊無法獲得足夠的電能。

為什么會這樣？

• 電源有最大電流輸出能力（比如 12V 5A 電源，最大只能提供 5A）。
• 如果總負(fù)載電流超過這個數(shù)值，電源可能會進(jìn)入限流狀態(tài)，甚至觸發(fā)保護(hù)機(jī)制，導(dǎo)致電壓下降。
• 其他模塊電壓不穩(wěn)定，就可能死機(jī)或異常。

如何檢查？

1. 計算總電流需求：各個模塊的電流 + 電機(jī)的最大電流，看看是否超過電源的額定輸出。
2. 更換更大功率的電源，比如從 12V 5A 升級到 12V 10A，看看是否有所改善。

3. 電源線或電路的導(dǎo)線太細(xì)，電阻過大

問題描述

電機(jī)啟動時需要大電流，如果供電線路（電線）過細(xì)或者接觸不良，會導(dǎo)致供電線路本身有較大電阻，形成電壓降。

為什么會這樣？

• 細(xì)導(dǎo)線的電阻大，電流流過時會有電壓損耗；
• 遠(yuǎn)距離供電時，線纜本身就會損耗一部分電壓；
• 結(jié)果就是：電機(jī)工作時，其他模塊供電電壓不夠，導(dǎo)致故障。

如何檢查？

1. 測量電源輸出端 vs. 負(fù)載端的電壓，看看電壓是否有明顯下降。
2. 使用更粗的電源線，減少電阻損耗。
3. 縮短電源線長度，減少電壓損失。

4. 供電電容不足，導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定

問題描述

當(dāng)電機(jī)啟動時，它會造成瞬間的電壓波動（電壓跌落）。如果沒有足夠的濾波電容，其他模塊會受到影響。

為什么會這樣？

• 電容可以存儲電荷，在電機(jī)啟動時提供額外的電流支持；
• 如果沒有大電容，電壓波動會直接影響其他模塊的工作；
• 低壓 MCU（如 3.3V、5V 的單片機(jī)）特別容易受影響。

解決方案

1. 在電機(jī)附近并聯(lián)大電容（比如 470μF~1000μF 的電解電容）；
2. 在主電源線上加適當(dāng)?shù)碾娙?/strong>（比如 1000μF 的電解電容 + 0.1μF 的陶瓷電容）；
3. 使用獨立的電源給 MCU 等敏感模塊供電，避免受到電機(jī)干擾。