Regulación de Tensión - Explicación

Si le echamos un vistazo al esquema de la placa de Arduino UNO o Mega 2560, parece que existen dos circuitos reguladores donde en diseños antiguos parece que solo aparecía uno

esta es una técnica para crear múltiples opciones a la hora de construir la PCB, por si una versión concreta del chip no estuviera disponible en el momento de la fabricación, poder sustituirlo por su equivalente (en el esquema que mostramos al principio vemos que era para cubrir dos posibles versiones del empaquetado del regulador lineal de tensión MC33269 de On Semiconductor).

Pero realmente cuando se va a fabricar la placa, se escoge la versión que se va a implementar, bien con el IC1 o bien con el IC2. Además podemos ver que antes y después del regulador que se haya escogido, la señal se filtra con un par de condensadores gordotes el PC1 y el PC2, de 47uF, que suelen situarse físicamente detrás del jack de alimentación.

Esta es la parte del circuito que regula una salida a 5V desde el jack de alimentación.

donde además podemos ver un pequeño fusible resetable que no identificamos en el esquema pero sí en la placa cuya resistencia interna crece pasado un límite y consiguiendo de este modo reducir los efectos destructivos de una corriente alta. Una vez que baja la corriente el fusible se enfría y todo se normaliza.  En una entrada anterior presentamos brevemente cómo funcionan los Fusibles con Reset.

Este proceso pude repetirse algunas veces aunque no demasiadas, dado que el stress térmico irá degradando al componente hasta que finalmente lo haga romper.

Adicionalmente la placa lleva otra circuitería paralela para gestionar tanto las tensiones de 3.3V como el caso en el que simultáneamente la placa esté alimentada vía jack y vía USB.

Sucede lo siguiente:

Cuando una persona enchufa la placa solo al cable USB, el micro y todo lo demás es alimentado por los 5V que suministra el conector USB.

Si una persona conecta una alimentación en el rango de 7-12V al jack, el micro y todo lo demás es alimentado por el circuito de regulación que hemos presentado al principio gracias al IC1.

Pero cuando una persona conecta la placa tanto vía USB como vía jack al mismo tiempo, la placa usa un transistor T1, para dar preferencia a la fuente de tensión regulada por el jack, anulando la suministrada vía USB.

Este transistor es el que permite a la placa vigilar, en caso de que estando el Arduino alimentado de dos formas distintas,  qué sistema se ha desconectado, y cambiar de uno a otro si que notemos ninguna interrupción.

Además como podría pasar que la alimentación a través del jack tuviera la polaridad cambiada (recordemos que para alimentar correctamente la placa el jack debe tener la tensión positiva en el centro), el sistema actúa como si la placa no estuviera conectada, protegiendo así al Arduino.