Arduino 開發板電源供應方式完整解析
一、USB 埠供電
對初次接觸 Arduino 的朋友來說，USB 埠幾乎是最親切的入口。不僅可以上傳程式碼，還能順手供電，宛如一條生命線。這個熟悉的介面，藏著不簡單的工程考量。
1. USB 只能輸入 5V 嗎？
答案是肯定的。USB 埠的電壓固定為 5V，這是電腦和 USB 充電器的標準輸出電壓。超過這個數值，可能就不只是燒毀一顆元件那麼簡單，還可能傷害到你的電腦。
2. 電流限制與保護機制
多數 USB 2.0 僅提供最高 500mA 的電流。幸好，Arduino Uno 等開發板貼心地內建了 polyfuse（可復歸保險絲），當電流過大時會自動切斷，像是開發板的「超人爸爸」，保護板子與電腦不受傷。
3. 是否能給外部模組供電？
透過 USB 給電時，Arduino 板的 5V 腳位會穩定輸出電壓，可供應感測器與模組使用。但總電流不可超過 USB 的上限，否則板子會不堪負荷，陷入無限重啟的地獄循環。
二、DC 插座（圓孔）供電
DC 插座就像是 Arduino 的「老派朋友」，外型復古但功能紮實，專為穩定供電而設。
1. 支援電壓範圍
建議的電壓輸入區間是 7V 至 12V。太低可能穩壓不良，太高會變成熱能大魔王。9V 是最溫柔的選擇，既足夠又不燙手。
2. 電壓轉換原理
輸入的直流電進入穩壓器（像 7805 或 NCP1117），轉換為穩定的 5V。過多的電壓則會被「吃掉」，轉化為熱能，因此電壓越高，越燙手。
3. 插座極性
插頭的正極在中央，負極在外環。這是電源插頭界的不成文規定，但接反就是災難現場，請三思而後插。
三、Vin 腳位供電
Vin 是給進階玩家的快捷通道，可以直接餵電，但也潛藏風險。
1. 電壓範圍與特性
Vin 建議輸入電壓仍是 7V 至 12V，會先送進穩壓器。與 DC 插座不同的是，Vin 通常沒防呆機制，極性錯誤，燒板機率大增。
2. 使用情境
當你想用電池組或自製供電源時，可直接將正極接 Vin、負極接 GND，簡單又直接。
3. Vin 與 USB 的切換
Arduino 會聰明地比較哪邊電壓高，自動選擇高電壓來源供電，通常是 Vin 優先。不用擔心兩邊打架，它會自行協調。
四、使用電池供電
電池供電讓 Arduino 成為「行走的科技魔法」，脫離電腦，也能持續運作。
1. 9V 電池
小巧方便，但續航力有限，適合短期測試，不建議長期運作。
2. AA 電池匣
用 6 顆 AA 電池可達 9V，比單顆 9V 電池更耐用，適合戶外或長時間實驗。
3. 鋰電池與鋰聚合物電池
常見 3.7V 單顆鋰電池需串聯至 7.4V 才能使用，需搭配保護電路，避免過放與過充，否則可能變成「煙火秀」。
4. 行動電源（USB Power Bank）
穩定、普遍、安全的 5V 輸出來源，可直接透過 USB 供電，適合攜帶型專案與戶外應用。
五、電源選擇建議與注意事項
- 開發階段：建議使用 USB 埠供電，操作與監控都方便。
- 離線運作：建議使用 DC 插座或 Vin 搭配穩定電源。
- 高耗電模組：需先估算總電流，避免過載。
- 接線安全：切勿直接將高電壓接至 5V 腳位，會繞過穩壓器。
- 電壓檢查：通電前務必測量電壓與極性。
- 散熱考量：穩壓器長時間高負載建議加裝散熱片。
六、結語
穩定供電，是 Arduino 專案成功的第一塊拼圖。USB 是入門的起點，DC 插座與 Vin 是中階玩家的神兵利器，而電池則賦予開發板行動力。只要理解每種方式的特性與限制，你就能避免多數電源問題，讓你的 Arduino 專案穩定運作、創意無限。未來，無論你是想打造智慧農業、環境監控還是互動藝術裝置，一個穩定的電源，永遠是你最堅強的後盾。
