Bienvenido a mi blog, hoy hablaremos un poco de las formas más fáciles de averiar tu Arduino, ahora que ya aprendimos cómo funciona un Arduino en el post Arduino UNO Rev3 será fácil entender las malas prácticas que pueden dañar o destruir tu Arduino, ya sea el tuyo o el que utilices en el laboratorio de tu universidad y/o taller personal. Para ello nos basaremos en el esquemático original del Arduino, que podemos encontrar en el mismo post en el interactive Board Viewer (cortesía de Altium Designer). Aunque si ya leíste ese post, y lo deseas, también lo puedes descargar gratis desde la página oficial de arduino.cc aquí.
Veamos las 10 formas más fáciles de averiar tu Arduino:
1. Cortocircuitar un pin de entrada/salida con tierra. Configuramos uno de los pines como salida, lo establecemos en alto y este está directamente conectado a tierra, sin ningún componente que cree resistencia entre estos dos puntos (el pin de salida y el pin GND). El Pin de entrada/salida se sobrecarga y se destruye. Según las especificaciones del Arduino UNO, este puede entregar un máximo de 40mA por cada pin, pero sin nada que haga de resistencia entre el pin y tierra este entregará unos 200mA, suficiente para freír internamente el Microcontrolador ATmega328P.
2. Dos pines que se cortocircuitan mutuamente. Configuramos ambos pines como entradas, uno tiene un valor alto, el otro un valor bajo. Ambos son conectados uno con otro sin que exista ningún componente entre ellos. En este caso, ambos pines se sobrecargan mutuamente y son destruidos, por un motivo similar al de la forma 1. El pin que esta en bajo en este caso haría las veces de tierra, y entregarían tensiones muy por encima del máximo del Microcontrolador, lo que lo destruye.
3. Sobretensión en los pines de entrada/salida. El voltaje máximo recomendado para cualquier pin de entrada/salida es de 5V (Salvo las versiones que operan a 3.3V), si aplicamos cualquier tensión por encima de 5.5V destruiremos nuestro Arduino. Los pines de Arduino cuentan con un diodo que protege el Microcontrolador cuando se recibe una tensión superior a 5V, pero esta proyección esta pensada para descargas cortas, producidas por ejemplo por una descarga electrostática o un pequeño pico de tensión al arrancar, si esta sobre-tensión dura mas tiempo, el diodo se quema, deja de proteger el pin del Microcontrolador y este se fríe.
4. Invertir la polaridad al alimentar Arduino por el pin Vin. Cuando queremos alimentar nuestro Arduino UNO mediante el pin Vin y por error conectamos Vin a tierra y GND a 5V. Arduino no cuenta con protección en caso de invertir su polaridad de alimentación, por lo que la corriente avanzará “en dirección contraria” por todo el circuito de Arduino, destruyendo el regulador de voltaje y probablemente el Microcontrolador.
5. Aplicar más de 5V al bus de 5V. Al aplicar 6V o más al pin de 5V de Arduino se queman muchos de los componentes de esta placa, incluso podría llegar la corriente al puerto USB del ordenador si este está conectado. No hay ningún tipo de protección ni regulador de voltaje en la pata 5V de Arduino, por lo que la electricidad correrá libremente por todos los componentes destruyéndolos a su paso.
6. Aplicar más de 3.3V en el pin de 3.3V de Arduino. Si aplicamos más de 3.6V en el pin de 3.3V podríamos dañar varios componentes de Arduino y probablemente también cualquier Shield que este conectada en ese momento. Si llegasen a entrar más de 9V se destruirá también el regulador de 3.3V y la tensión podría causar daños en el puerto USB del ordenador si estuviese conectado en ese momento. El pin de 3.3V no tiene circuitos de protección. La corriente entraría directamente al regulador de 3.3V y a cualquier componente conectado a esta tensión (Shield, módulos de bluetooth..etc). Si la tensión fuese de 9V o más, el regulador sería destruido y la corriente llegaría también a los componentes alimentados normalmente por 5V.
7. Cortocircuitar Vin y GND. Si conectamos la alimentación a Vin y este está cortocircuitado con GND. Si esto ocurre, el diodo de protección de Arduino sería destruido, la tensión aumentaría de forma brusca y el calor disipado sería suficiente para dañar las pistas. Esto demuestra que no todo se repara cambiando componentes, o re-escribiendo el firmware o el bootloader, estas tarjetas son de doble cara y una avería en las pistas seria prácticamente irreparable.
8. Utilizar Vin como salida de corriente. Al alimentar la placa mediante el pin 5V y utilizar Vin para alimentar componentes, el regulador no tiene protección para evitar que la corriente circule a la inversa. Al realizar esta conexión estamos haciendo que la corriente circule hacia atrás, lo que destruirá el regulador.
9. Aplicar más de 13V en el reset. Si aplicamos más de 13Vcc en la patilla de reset de Arduino UNO dañaremos el Microcontrolador, 13V es el máximo que soporta el pin de reset del Microcontrolador de Arduino. Un voltaje superior daña el chip.
10. Superar la tensión total que pueden entregar la salidas. Si el consumo de los pines es superior a 20mA (o la suma total de sus consumos supera los 200mA) se supera la carga máxima que es capaz de resistir el Microcontrolador y este sufre daños, se supera la tensión máxima que puede atravesar el Microcontrolador y al no poder entregar más, se daña.
Estos consejos son posibles, gracias a que la placa Arduino UNO Rev3 a pesar de ser una de las más básicas, es una de las mejor documentadas de la familia Arduino. Según pruebas reales en laboratorio, se ha expuesto que Arduino UNO R3 consume unos ~46mA en reposo y por si mismo (es decir sin nada conectado). Así que con el diseño actual no se puede afirmar que esté modelo de placa sea eficiente energéticamente. Arduino UNO R3 genuino (hecho en Italia) con una fuente de alimentación externa de 9 VCC, tenemos que el regulador lineal de voltaje NCP1117 comienza a apagarse térmicamente con un consumo de corriente de poco más de 700mA, del mismo modo que a 12 VCC, comienza a apagarse térmicamente con un consumo de corriente de poco más de 250mA. Sin embargo, tengamos en cuenta que en esta etapa, la temperatura externa de este regulador de baja caída LDO es de alrededor de 95°C a 110°C, extremadamente caliente y capaz de reducir la vida útil de los componentes cercanos en la placa.
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Finalmente recuerda manipular correctamente tu placa Arduino, tomate el tiempo de conocerla y entender su circuitería interna, es por eso que en https://jorgechac.blogspot.com nos dedicamos a construir una electrónica mejor! y apoyamos el proyecto CTC GO! (Creative Technologies in the Classroom) que es un programa de educación steam personalizable.
Bibliografía https://www.arduino.cc/
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