為什麼我的3.3V電源只有1.5V?

作者 : Max Maxfield

當我回頭想Simblee 3.3V電源接腳上卻只有1.5V電壓的事:兩端之間唯一的東西是構成疊層一部份的排針,疊層底部有3.3V電壓,而頂部卻只有1.5V,這究竟是怎麼發生的?其他的1.8V到哪裡去了?

幾天前,一個令人頭痛的難題讓我很不開心。最後的解決方法很簡單,但存在的問題卻讓我陷入沉思。

我想是時候把亂成一團的麵包板電路整理一下了,因為一切的問題都是從這時候開始的。(註:這些電路主要用於驅動我的Cunning Chronograph)。

最後,我把板子堆疊得既整齊又漂亮,如下圖所示。底部是一個Arduino Mega。其上是相同的客製音訊頻譜分析儀(SA)擴充板,這是我的朋友Duane Benson專門為我的BADASS顯示器製作的。

從頂部起第二層是一個客製的感測器擴展板,它目前僅帶有一個即時時脈(RTC),馬上就要添加一個壓力/溫度感測器以及一個9DoF (9自由度)感測器,包含3軸加速度計、3軸陀螺儀和3軸磁力計。

最後,醒目地位於最上面的是一個現成的Arduino proto-shield原型擴展板——我在本上一開始時提到的惱人問題就出在這裡,它與Simblee分線板相連,讓我可以在iPad上透過藍牙控制Cunning Chronograph。

現在我們先看一看簡單的示意圖,畫的是安裝在Arduino Uno proto-shield原型擴展板中間的29-GPIO Simblee分線板。

Simblee分線板需要3.3V電源。Arduino Mega在5V上運行,但它確實提供了3.3V電壓軌,如上圖所示。此處直接連接到這個Arduino的Simblee接腳的只有3.3V電源和接地訊號。當這個擴展板連接到Arduino Mega頂部時,還有Simblee的13個GPIO (配置為OUTPUT)連接到相同數量的Arduino GPIO (配置為INPUT_PULLUP)。這些訊號連接使用飛線,而不是擴展板疊層中使用的排針。

這就是我遇到的情況。當我第一次製作擴展板疊層時,一切都很完美。然而,上週末,我決定將電源和電子元件移植到Cunning Chronograph的機櫃中。我總是低估這種事情需要多長時間,因為希望它看起來專業一點,所以花了很多時間將電線切割成合適的長度,然後做成線束和其他東西。

最後,我坐下來準備享受圓滿完成工作帶來的好心情,用手指輕輕按了一下電源開關,然而……沒有動靜!我的心情瞬間降到冰點——究竟發生了什麼事,且讓我細細道來。

為了讓你能夠更好地理解我要說的,我把我遇到情況簡單地畫了一個原理圖。

這是Cunning Chronograph的背面視圖。電源安裝在機櫃內部的右下方(它不能安裝在底部,因為會干擾插板),而將Arduino疊層安裝在其內部的左上方,目的是讓它盡可能遠離電源(我不知道這是否必要,但是我想將電源可能對我的磁力計產生的任何影響都減到最小)。

簡單地說,我拿出我無比信賴的萬用表,開始四處探測。很快地我就發現,使用萬用表的探棒在Simblee的電源和接地接腳上進行探測,Simblee分線板的3.3V電源接腳上只有1.5V電壓。

「這太有意思了,」我想。更有意思的是,用我的萬用表探棒探測Arduino的3.3V和接地接腳,顯示完整的3.3V電壓。

接下來我將Simblee擴展板從電路板疊層中抽出,透過飛線將疊層頂部的3.3V和GND排針連接到Simblee擴展板上的3.3V和GND排針!好了,一切都正常了。

當我高興地將擴展板重新連接到板子疊層中,並再次為它們上電時,我的心中這樣想:「哈!這只是一個隨機故障,是我們永遠無法明白的『那些事』中的一件。」

但我回頭來想Simblee的3.3V電源接腳上只有1.5V電壓的事。當兩端之間唯一的東西是構成疊層一部份的排針時,疊層底部有3.3V電壓,而頂部只有1.5V,這究竟是怎麼發生的?剩下的1.8V到哪裡去了?

我想說的是,我終於解決了這個問題,現在一切都恢復到它該有的樣子,所以現在心情又變得輕鬆愉快起來了。但是,我至今仍不能100%確定產生問題的確切原因,因為有三種可能,這也是在我修復了問題之後才瞭解的。大千世界,無奇不有,也許我的修復方法正好能解決這三種原因引起的故障!讀者朋友,你能猜出這三種原因是什麼嗎?

編譯:Jenny Liao,EDN China

(參考原文:Why Is My 3.3V Supply Only 1.5V?,by Max Maxfield)

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