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概要

micro:bit への電源供給には、次の方法があります。

  • インターフェイスチップ経由の USB 接続（オンボードレギュレータを搭載）
  • JST コネクタに接続したバッテリー
  • エッジコネクタ上の 3V ピンと GND ピン
  • 基板裏面右側にある 2 つの角丸長方形パッド

micro:bit からの電源は、3V ピンと GND ピンを介して小規模な外部回路へ供給することもできます。

基板の設計パラメータ内に収めることが重要です。

  • USB から給電する場合、V1 のオンボードインターフェイスチップ（KL26）は内蔵レギュレータを使用して電力を供給し、このチップの定格は最大 120mA です。

  • オンボードで使用可能な電流予算は、ディスプレイ、Bluetooth、マイク、スピーカー、その他の周辺機器の使用状況によって変動します。すべてのオンボード周辺機器を使用する最悪条件を考慮して 30mA を見込み、エッジコネクタに接続する回路用には V1 で 90mA、V2 で 270mA を残すようにしてください。

  • バッテリーから給電する場合、KL チップには給電されず、USB インジケータ LED は点灯しません。

  • 電源ソースの切り替えには低 Vf ダイオードが使用されています。このダイオードにより、ある電源ソースから別の電源ソースへの逆給電が防止され、USB ケーブルとバッテリーパックを同時に接続できます。

主要電圧

各チップのデータシートを見ると、デバイスごとに動作電圧範囲と絶対最大電圧がわずかに異なることがわかります。メーカーは、動作電圧範囲と、そのデバイスが耐えられる絶対最大値の両方を示しています。どのデバイスについても、動作電圧範囲を超えないようにしてください。

V1 リビジョン

デバイス最小最大絶対最大
NRF511.8V3.6V3.9Vabs
KL261.7V3.6V3.8Vabs
LSM3031.71V3.6V3.6Vabs
MMA8653FC1.95V3.6V3.6Vabs
MAG31101.95V3.6V3.6Vabs

この表は、micro:bit デバイス全体の動作電圧範囲が、最小 1.8V（1.5 系バリアントの場合）または最小 1.95V（モーションセンサーによって決まる 1.3* 系バリアントの場合）、最大 3.6V（すべてのデバイスによって規定）であることを示しています。

V2.00 リビジョン

デバイス最小最大絶対最大
nRF521.7V3.6V3.9Vabs
KL271.71V3.6V3.8Vabs
LSM3031.71V3.6V3.6Vabs

この表は、micro:bit デバイス全体の動作電圧範囲が最小 1.7V、最大 3.6V であることを示しています。

V2.2x リビジョン

デバイス最小最大絶対最大
nRF52 (target)1.7V3.6V3.9Vabs
nRF52 (interface)1.7V3.6V3.9Vabs
LSM3031.71V3.6V3.6Vabs

この表は、micro:bit デバイス全体の動作電圧範囲が最小 1.7V、最大 3.6V であることを示しています。

実用上の注意

USB 給電

USB から給電する場合、V1 ではインターフェイス MCU の内蔵レギュレータを使用して基板の残りの部分に 3.3V を供給します。最新リビジョンの V2 では、基板上に別個のレギュレータがあります。

KL26 datasheet の V1 セクション 3.8.2、Table 30. “USB VREG electrical specifications” には、レギュレートされた電源から取り出せる最大電流が 120mA であると記載されています。この電流の一部は、KL26 自体、nRF アプリケーションプロセッサ、モーションセンサー、LED ディスプレイなどのオンボードデバイスの動作に必要です。Bluetooth を有効にすると、nRF の消費電流はわずかに増加します。micro:bit V1 に接続するものについては、すべてのオンボード周辺機器を使用する最悪条件でも十分な安全マージンを確保できるよう、約 90mA を超えないように電流要件を見積もってください。

V2 には、300 mA を供給可能なオンボードレギュレータがあります。

これは、エッジコネクタから 90mA V1 / 190mA V2 を超える電流が必要な場合（たとえば多数の NeoPixels や小型モーターを駆動する場合）、それらには外部から電源を供給すべきであることを意味します。3V パッド経由で micro:bit に逆方向から給電することはできますが、以下で説明するように、micro:bit が常にすべてのオンボード周辺機器の動作範囲内の電源を得られ、かつ各電源同士が相互に給電できないようにするため、適切に安定化された電源と保護ダイオードを必ず使用してください。

USB バッテリーパックから micro:bit に給電しないことを推奨します。これは、USB バッテリーパックのメーカーや機種によっては、適切な負荷がない場合に許容範囲外の電圧を発生し、micro:bit を損傷する可能性があるためです（つまり、流れる電流が小さいとき）。 また、USB バッテリーパックによっては、消費電流が低すぎると自動的に電源が切れるものもあります。

バッテリー給電

上部のバッテリーコネクタに接続したバッテリーから給電する場合、V1 のインターフェイスチップには給電されず、System LED も点灯しません。コードがディスプレイに何も表示しない場合、micro:bit が動作していないように見えるかもしれませんが、実際には動作しています。 micro:bit V2 では、バッテリー電源はオンボードレギュレータを通過し、インターフェイスチップにも給電します。micro:bit 基板がスリープモードでない場合、赤色 LED（USB コネクタの左側）が点灯しているはずです。

V1 のターゲットチップにはほぼ直接給電されるため（電源とターゲット nRF51 電源レールの間には BAT60 ダイオードが 1 つあるだけです）、満充電で 4.2V に達する仕様の LiPoly battery は、nRF51 が耐えられる最大 3.6Vを超える電圧を与えることになります。

バッテリー接続と使用方法 についての詳細情報は、ナレッジベースにあります。

3V リング給電

micro:bit は、エッジコネクタ上の 3V/GND リングから給電できます。 また、PCB 裏面の右端には、電源供給に使用できる 2 つの角丸長方形パッドもあります（たとえば、一方の端にワイヤまたはピンが付いた 2xAAA ホルダー用のはんだ付け可能パッド）。

2 つの角丸長方形パッドの写真

上側のパッドは 0V または GND で、下側のパッドは 3V です。

3V リングまたは PCB 上の角丸長方形パッドから給電する場合は、適切なベストプラクティス上の予防措置を講じてください。

  1. 電源が逆接続された場合の損傷を防ぐため、外付け保護ダイオード（できれば低 Vf 定格のもの）を取り付けてください。

  2. micro:bit の最大動作電圧を超える電圧を発生する可能性がある電源を使用する場合は、何らかの過電圧保護、または適切な電圧レギュレーションを設けてください。

電源アーキテクチャ V1

回路図 には、電源回路のアーキテクチャが示されています。 重要な点として、BAT60A ダイオードが 2 つあり、1 つは KL26/27 インターフェイスチップからの 3.3V 電源から、もう 1 つは外部バッテリーコネクタから接続されています。 エッジコネクタ上の 3V リングは V_TGT であり、これはすべてのオンボードチップに供給される生の電源です。そのため、3V リングまたは 3V の角丸長方形パッドに直接接続する際には、特に注意が必要です。

BAT60A デバイスは低 Vf 定格であり、これについては BAT60A datasheet で確認できます。

電源アーキテクチャ V2 TBC