Arduino постоянно перезагружается? Решаем проблемы с сервоприводом, реле и зависаниями

Если Arduino постоянно перезагружается или зависает через какое-то время работы, плата почти никогда не бывает неисправной. Чаще всего причина в питании: когда сервопривод начинает двигаться, мотор раскручивается или реле срабатывает, резкий скачок потребляемого тока на мгновение обрушивает линию 5 V, и защита процессора от пониженного напряжения (brown-out) перезагружает плату. В остальных случаях виноваты электрические помехи от реле и моторов, длинные провода, переполненная RAM, забытый сторожевой таймер (watchdog) или USB-порт компьютера, которому не хватает тока.

В этом руководстве сначала разберёмся, как отличить настоящую перезагрузку от простого зависания. Затем объясним, как работает каждая причина, на реальных значениях тока и напряжения, и покажем решения с кодом: отдельное питание и общая земля (GND), конденсаторы 100–470 µF, обратные диоды (flyback), фиксированные буферы вместо String и сторожевой таймер. Здесь же есть диагностический скетч, который измеряет собственное напряжение питания Arduino и свободную RAM, пошаговая таблица диагностики от симптома к решению и примеры, которые читают причину сброса на ESP32 и Raspberry Pi Pico.

Перезагрузка или зависание? Сначала определи симптом

Перезагружающаяся Arduino выполняет программу с самого начала, как будто USB-кабель вынули и снова вставили: setup() выполняется снова, сервопривод возвращается в начальное положение, на LCD снова появляется стартовый текст, а в мониторе порта опять видно стартовое сообщение. Зависшая Arduino, наоборот, ни на что не реагирует: светодиоды остаются в последнем состоянии, вывод в порт прекращается, и плата так и ждёт, пока не нажмёшь кнопку сброса. Причины и решения у этих двух случаев разные, поэтому начни с того, чтобы понять, какой из них у тебя. Проще всего добавить в setup() строку Serial.println("STARTED") и оставить монитор порта открытым.

Почему Arduino перезагружается сама? Источники сброса

Перезапустить процессор ATmega328P на Arduino Uno и Nano могут лишь несколько источников, и у каждого свой повод для срабатывания. Когда напряжение питания падает ниже определённого порога, включается детектор просадки питания (BOD, brown-out); на Uno и Nano fuse-биты (биты конфигурации) задают этот порог на уровне 2,7 V. Плату перезапускает и всё, что тянет пин RESET в LOW: кнопка сброса, сигнал DTR от компьютера или помехи, которые ловит длинный провод, подключённый к этому пину. Есть и случай, который выглядит как сброс, но им не является: из-за повреждённой памяти программа переходит на адрес 0 и код начинается заново, но поскольку аппаратная периферия не сбрасывается, плата начинает вести себя странно.

Ток сервопривода, мотора и реле: как просадка напряжения вызывает сброс

Сервопривод SG90 во время движения потребляет 100–250 mA, но при старте и под нагрузкой на качалке ток подскакивает выше 0,5 A. Порт USB 2.0 компьютера даёт не более 500 mA, и предохранитель на линии USB у Uno работает на том же пределе. Когда сервопривод, собственные 50 mA платы и несколько модулей вместе превышают этот предел, порт или предохранитель ограничивает ток, линия 5 V на мгновение проседает, и если напряжение опускается ниже 2,7 V, BOD перезагружает плату. Коварнее случай, когда напряжение остаётся между 2,7 V и примерно 3,8 V: по даташиту ATmega328P для надёжной работы на 16 MHz микросхеме нужно около 3,8 V. В этой серой зоне BOD не срабатывает, но процессор работает за пределами допустимой частоты, поэтому плата может не перезагрузиться, а зависнуть или выдавать мусорные значения, а I2C-дисплеи и датчики могут заблокироваться изнутри.

Провода тоже важны. Тонкие провода-перемычки в проектах на макетной плате обычно имеют сечение 26–28 AWG, а у медного провода 28 AWG сопротивление около 0,21 Ω на метр. Если питать сервопривод через два провода по 20 см (0,4 м туда и обратно) и макетную плату, провода добавят около 0,085 Ω, а четыре контакта макетной платы вместе — около 0,2 Ω. По закону Ома (V = I × R) импульс сервопривода в 1 A теряет на этих 0,29 Ω около 0,3 V. Тонкий длинный USB-кабель, предохранитель и защитные элементы на плате добавляют ещё примерно пол-ома; во время того же импульса линия 5 V у Arduino проседает ниже 4,5 V, а если порт компьютера начинает ограничивать ток, просадка становится гораздо глубже. Просадку в своей схеме можно посчитать с помощью калькулятора закона Ома.

Решение 1: отдельное питание и общая земля (GND)

1. Выбери отдельный источник для сервоприводов и моторов: для сервоприводов подойдёт адаптер 5–6 V, который даёт не меньше 1 A на каждый сервопривод (2–3 A для MG996R), блок из 4×AA NiMH или понижающий модуль LM2596, настроенный на 5–6 V.
2. Плюс источника подключай только к красным проводам сервоприводов или к силовому входу драйвера мотора; к пину 5V Arduino эту линию не подключай.
3. Минус источника (GND) подключи и к нагрузке, и к пину GND Arduino. Без этой общей земли (GND) у напряжения на сигнальном пине нет точки отсчёта: сервопривод дёргается или вообще не двигается.
4. Соедини все GND в одной точке рядом с источником (заземление звездой). Ток мотора не должен возвращаться через Arduino и её дорожки GND, иначе уровень GND у Arduino будет смещаться при каждом импульсе мотора.
5. Питай Arduino через её собственный вход: USB, гнездо питания DC (7–12 V) или стабилизированные 5 V. Тогда процессор не пострадает, даже если питание сервоприводов просядет.
6. В конце измерь напряжение между пинами 5V и GND Arduino во время движения сервопривода или запусти диагностический скетч ниже: напряжение не должно опускаться ниже 4,75 V.

Решение 2: конденсаторы (100–470 µF) и диоды

Электролитический конденсатор работает как небольшой накопитель энергии рядом с нагрузкой: когда сервопривод требует резкого тока, конденсатор отдаёт этот ток сам, пока провода и источник питания не успеют среагировать. Насколько он помогает, показывает формула ΔV = I × Δt / C. Конденсатор 470 µF при импульсе 1 A длительностью 100 µs даёт напряжению просесть всего на 0,21 V; если тот же импульс длится 1 мс, просадка составит 2,1 V. То есть конденсатор поглощает короткие импульсы и помехи от щёток мотора, но не заменяет слабый источник. Поставь 470–1000 µF на линию сервоприводов и 100 µF между 5V и GND Arduino, а рядом с каждым добавь керамический конденсатор 100 nF с маркировкой 104 против высокочастотных помех. Маркировку поможет прочитать утилита кодов конденсаторов, а общую ёмкость параллельно соединённых конденсаторов покажет калькулятор последовательного и параллельного соединения конденсаторов; чем отличаются типы, рассказано в статье Что такое конденсатор?.

Катушки реле, моторы и соленоиды — всё это индуктивности. Когда ток через них резко прерывается, катушка сопротивляется изменению и создаёт короткий выброс напряжения в десятки и даже сотни вольт, намного выше напряжения питания. Этот выброс расходится по линии и перезагружает Arduino, а ещё может вывести из строя транзистор драйвера или пин. Решение — обратный диод (flyback), включённый параллельно катушке в обратном направлении: катод 1N4007, отмеченный полосой, идёт к плюсу, другой вывод — к стороне, которая ведёт к транзистору. В готовых модулях реле такой диод уже есть; если используется отдельное реле без модуля, соленоид или мотор, которым управляет транзистор или MOSFET, диод нужно добавить самостоятельно. Для моторов с регулировкой скорости через ШИМ (PWM) лучше подходит более быстрый диод Шоттки 1N5819. Подробности — в статьях Что такое диод? и MOSFET с Arduino.

Помехи, контакты реле и длинные провода

Если плата перезагружается ровно в момент отключения реле, проблема не в питании, а в помехах. Когда реле отключает водяной насос, вентилятор, люминесцентную лампу или контактор, между контактами возникает небольшая дуга, и она излучает широкополосные электромагнитные помехи. Помехи наводятся на соседние провода датчиков, линию RESET и линии I2C, перезагружая процессор или блокируя модуль. Чтобы этого избежать, используй модуль реле с оптопарой, сними перемычку JD-VCC и питай катушки реле от отдельного источника 5 V: так ток катушек и помехи держатся подальше от линии питания Arduino. При индуктивных сетевых нагрузках RC-снаббер (100 Ω + 100 nF, класс X2) или варистор параллельно контактам или нагрузке сильно подавляет дугу. Подробности подключения — в статье Что такое модуль реле?, а идея развязки — в статье Что такое оптопара?.

• I2C покороче: шина I2C создавалась для коротких расстояний в пределах одной платы. Держи провода SDA и SCL короче 50 см; на более длинных линиях уменьши подтягивающие резисторы с 4,7 kΩ до 2,2 kΩ и оставь скорость 100 kHz.
• Используй витые провода: скрути каждый сигнальный провод вместе с проводом GND; витые пары из сетевого кабеля идеально для этого подходят.
• Раздели питание и сигнал: не прокладывай провода датчиков параллельно проводам моторов, реле или сетевым проводам; если им нужно пересечься, пусть пересекаются под прямым углом.
• Не трогай пин RESET: длинный провод на пине RESET работает как антенна и перезагружает плату при касании или когда рядом работает мотор. Если нужна внешняя кнопка сброса, делай её провод коротким.
• Ферриты и корпус: ферритовые кольца на проводах моторов и металлический корпус уменьшают высокочастотные помехи.
• Добавь таймаут: если помехи блокируют шину I2C, библиотека Wire по умолчанию ждёт бесконечно, и плата зависает. Код ниже предотвращает такое зависание с помощью таймаута.

1#include <Wire.h>
2
3const uint8_t ADDR = 0x27;   // örnek: I2C LCD adresi / example: I2C LCD address
4
5void setup() {
6  Serial.begin(9600);
7  Wire.begin();
8  Wire.setWireTimeout(25000, true);   // 25 ms; takılırsa I2C birimini sıfırla / reset the I2C unit on timeout
9}
10
11void loop() {
12  Wire.beginTransmission(ADDR);
13  byte err = Wire.endTransmission();  // 0 = cihaz cevap verdi / 0 = device answered
14
15  if (Wire.getWireTimeoutFlag()) {    // hat kilitlendi ama program donmadı / bus hung, sketch did not freeze
16    Serial.println(F("I2C zaman asimi / I2C timeout"));
17    Wire.clearWireTimeoutFlag();
18  } else if (err != 0) {
19    Serial.print(F("I2C hatasi / I2C error: "));
20    Serial.println(err);              // 2 = cihaz yok, 5 = zaman aşımı / 2 = no device, 5 = timeout
21  }
22  delay(1000);
23}

Переполнение RAM и использование String

У Arduino Uno всего 2 КБ SRAM, и это небольшое пространство делят глобальные переменные, динамическая память (куча, heap) и стек (stack), который используют вызовы функций. Если в конце компиляции появляется предупреждение Low memory available, stability problems may occur. (мало свободной памяти, возможны проблемы со стабильностью), плата, скорее всего, через некоторое время начнёт сбоить. Самая коварная причина — класс String: каждая конкатенация выделяет в куче новый кусок, старый освобождается, и со временем память становится дырявой. Однажды стек сталкивается с кучей, и программа перезагружается или зависает в случайный момент. Поскольку это обычно проявляется через минуты или часы, такую проблему легко отличить от проблем с питанием. Храни постоянный текст во флеш-памяти с помощью макроса F(), вместо String используй массивы char фиксированного размера и snprintf() и не объявляй большие локальные массивы внутри функций. Код ниже каждую секунду выводит объём свободной RAM; если значение постоянно уменьшается, значит, есть утечка памяти. Подробно эта тема разобрана в статье Arduino: не хватает памяти.

1extern int __heap_start, *__brkval;
2
3// Heap ile stack arasındaki boş RAM / free RAM between heap and stack
4int freeRam() {
5  int v;
6  return (int)&v - (__brkval == 0 ? (int)&__heap_start : (int)__brkval);
7}
8
9char line[32];             // sabit tampon, bir kez ayrılır / fixed buffer, allocated once
10unsigned long counter = 0;
11
12void setup() {
13  Serial.begin(9600);
14}
15
16void loop() {
17  counter++;
18  // Kaçın / avoid: String s = "Sayac: " + String(counter) + " sn";
19  snprintf(line, sizeof(line), "Sayac: %lu sn", counter);  // heap kullanmaz / no heap use
20  Serial.println(line);
21
22  Serial.print(F("Bos RAM / free RAM: "));  // F(): metin flaşta kalır / text stays in flash
23  Serial.println(freeRam());                // sürekli azalıyorsa sızıntı var / steady drop = leak
24  delay(1000);
25}

Сторожевой таймер: ремень безопасности против зависаний

Сторожевой таймер (watchdog) — это счётчик внутри процессора, который работает независимо, от собственного генератора 128 kHz. Программа должна регулярно «кормить» его вызовом wdt_reset(); если за заданное время (от 15 мс до 8 секунд) этого не случится, сторожевой таймер перезагрузит плату. Так зависшая шина I2C, функция, застрявшая в бесконечном цикле, или показание датчика, испорченное помехами, не смогут навсегда заморозить плату: она придёт в себя за несколько секунд. Помни, что сторожевой таймер — это ремень безопасности, а не ремонт: он не решает проблемы с питанием или памятью, а лишь позволяет проекту, работающему в полевых условиях, восстановиться без вмешательства. Выбирай таймаут заметно длиннее самой долгой операции в коде; в коде с delay(3000) сторожевой таймер на 2 секунды будет перезагружать плату снова и снова.

1#include <avr/wdt.h>
2
3const int LED_PIN = 13;
4
5void setup() {
6  MCUSR = 0;          // reset bayraklarını temizle / clear reset flags
7  wdt_disable();      // açılışta watchdog kapalı / watchdog off during startup
8  Serial.begin(9600);
9  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
10  Serial.println(F("Basladi / started"));
11  delay(500);
12  wdt_enable(WDTO_2S);  // 2 sn içinde beslenmezse reset / reset if not fed within 2 s
13}
14
15void loop() {
16  digitalWrite(LED_PIN, !digitalRead(LED_PIN));
17  delay(250);
18
19  // Seri Monitör'den 'x' gönder: takılmayı taklit eder / send 'x' to simulate a hang
20  if (Serial.available() && Serial.read() == 'x') {
21    Serial.println(F("Sonsuz donguye girildi / stuck in a loop"));
22    while (true) {}     // wdt_reset() yok: 2 sn sonra reset / no wdt_reset(): reset after 2 s
23  }
24
25  wdt_reset();          // her turda besle / feed it every loop
26}

Диагностический скетч: пусть Arduino сама измерит своё напряжение и RAM

Мультиметр слишком медленный, чтобы заметить миллисекундные просадки напряжения. Вместо него можно использовать саму Arduino как простой измерительный прибор: код ниже с помощью АЦП (ADC) измеряет внутреннее опорное напряжение микросхемы 1,1 V, по нему вычисляет напряжение питания примерно 9000 раз в секунду и выводит минимальное значение за каждую секунду. Кроме того, при каждом запуске он увеличивает счётчик в EEPROM, так что даже если открыть монитор порта позже, видно, сколько раз плата перезапускалась. В качестве тестовой нагрузки он каждые 2 секунды поворачивает сервопривод на D9 между 0 и 180 градусами; если есть свой проект, измерительную часть можно добавить в его код. Открой монитор порта на скорости 115200 бод.

1// Reset teşhis kodu (Uno, Nano) / reset diagnostic sketch (Uno, Nano)
2#include <EEPROM.h>
3#include <Servo.h>
4
5Servo servo;
6extern int __heap_start, *__brkval;
7
8int freeRam() {
9  int v;
10  return (int)&v - (__brkval == 0 ? (int)&__heap_start : (int)__brkval);
11}
12
13// Besleme gerilimini dahili 1,1 V referansla ölç / measure supply voltage against the internal 1.1 V reference
14long readVcc() {
15  ADMUX = _BV(REFS0) | _BV(MUX3) | _BV(MUX2) | _BV(MUX1);
16  ADCSRA |= _BV(ADSC);                  // ölçümü başlat / start a conversion
17  while (bit_is_set(ADCSRA, ADSC)) {}   // bitmesini bekle / wait until it is done
18  return 1125300L / ADC;                // 1100 mV × 1023 / okuma → mV / reading → mV
19}
20
21long minVcc = 9999;
22unsigned long lastPrint = 0, lastMove = 0;
23bool sideA = false;
24
25void setup() {
26  Serial.begin(115200);
27  uint16_t boots;
28  EEPROM.get(0, boots);                 // açılış sayacı / boot counter
29  if (boots == 0xFFFF) boots = 0;       // boş EEPROM / blank EEPROM
30  EEPROM.put(0, ++boots);
31  Serial.print(F("BASLADI / STARTED  acilis no / boot #"));
32  Serial.println(boots);
33
34  servo.attach(9);                      // test yükü: servo D9'da / test load: servo on D9
35  readVcc();                            // ilk ölçümü at / discard the first reading
36  delay(5);
37}
38
39void loop() {
40  long v = readVcc();                   // saniyede ~9000 ölçüm / ~9000 samples per second
41  if (v < minVcc) minVcc = v;
42
43  if (millis() - lastMove >= 2000) {    // 2 sn'de bir servoyu oynat / move the servo every 2 s
44    lastMove = millis();
45    sideA = !sideA;
46    servo.write(sideA ? 180 : 0);
47  }
48
49  if (millis() - lastPrint >= 1000) {
50    lastPrint = millis();
51    Serial.print(F("sn/s: "));
52    Serial.print(millis() / 1000);
53    Serial.print(F("  min Vcc (mV): "));
54    Serial.print(minVcc);
55    Serial.print(F("  bos RAM / free RAM: "));
56    Serial.println(freeRam());
57    minVcc = 9999;                      // her saniye sıfırla / reset every second
58  }
59}

Читай результаты так: у исправной Uno с питанием от USB минимальное значение держится между 4,6 и 5,1 V. Если при каждом движении сервопривода значение падает ниже 4,5 V и сбросы совпадают с этими моментами, проблема в питании. Если номер запуска растёт, а напряжение остаётся стабильным, ищи помехи или программную причину; если при этом свободная RAM постоянно уменьшается, значит, есть утечка памяти. Внутреннее опорное напряжение 1,1 V может отличаться от микросхемы к микросхеме примерно на 10%, поэтому один раз сверь показания с мультиметром: если мультиметр показывает 4,95 V, а код выводит 5,10 V, замени константу 1125300 на 1125300 × 4.95 / 5.10 ≈ 1092200. Когда диагностика закончена, убери счётчик EEPROM из кода: ячейки EEPROM рассчитаны примерно на 100 000 циклов записи.

Пошаговая таблица диагностики: симптом, причина, решение

Читай таблицу сверху вниз: первые строки — самые частые причины. Меняй только одну вещь за раз и снова запускай диагностический скетч. Если поменять сразу три вещи, будет непонятно, какая из них решила проблему, и та же неисправность вернётся в следующем проекте.

USB-порту не хватает тока, и сброс при открытии монитора порта

Порт USB 2.0 компьютера даёт 500 mA, а порт USB 3.0 — 900 mA; но поскольку предохранитель USB на Uno ограничивает ток на уровне 500 mA, порт USB 3.0 дополнительного тока не даёт. USB-хаб без внешнего питания делит ток одного порта между всеми устройствами, порты на передней панели теряют напряжение из-за тонких внутренних кабелей, а ноутбуки, работающие от батареи, в режиме энергосбережения могут слабо питать порты. Подключай плату напрямую к заднему порту коротким качественным кабелем. Бывает и сброс, который не является неисправностью: Uno и Nano перезагружаются через сигнал DTR, когда монитор порта или программа на Python открывает порт, и именно эта функция делает возможной загрузку кода. Если обмен данными идёт из Python, после открытия порта подожди 2 секунды (обмен данными между Arduino и Python по последовательному порту). Если нужно полностью отключить сброс, поставь конденсатор 10 µF между RESET и GND и убирай его на время загрузки кода. Подробности о последовательном порте — в статье Монитор порта Arduino.

ESP32 постоянно перезагружается: читаем причину сброса

ESP32 ещё чувствительнее к тем же проблемам, потому что работает от 3,3 V и во время передачи по Wi-Fi потребляет около 240 mA, а в коротких пиках и больше; Espressif рекомендует источник, способный дать не менее 500 mA. Хорошая новость: ESP32 сама сообщает причину перезапуска. Сообщение Brownout detector was triggered в мониторе порта означает просадку напряжения, а строки rst:0xf (RTCWDT_BROWN_OUT_RESET) или Guru Meditation Error при запуске показывают причину сброса. Код ниже читает ту же информацию через esp_reset_reason() и превращает её в понятный текст. На ESP32 кнопка EN полностью выключает и включает микросхему, поэтому сброс этой кнопкой тоже выглядит как включение питания. Все сообщения и способы их устранения — в статье Ошибки brownout и Guru Meditation на ESP32.

1#include <esp_system.h>
2
3// Reset sebebini yazıya çevir / turn the reset reason into text
4const char* reasonText(esp_reset_reason_t r) {
5  switch (r) {
6    case ESP_RST_POWERON:   return "Guc acilisi ya da EN tusu / power-on or EN button";
7    case ESP_RST_SW:        return "Yazilimla (ESP.restart) / software restart";
8    case ESP_RST_PANIC:     return "Cokme (Guru Meditation) / panic";
9    case ESP_RST_INT_WDT:   return "Kesme watchdog'u / interrupt watchdog";
10    case ESP_RST_TASK_WDT:  return "Gorev watchdog'u / task watchdog";
11    case ESP_RST_WDT:       return "Diger watchdog / other watchdog";
12    case ESP_RST_DEEPSLEEP: return "Derin uykudan uyanma / deep sleep wake-up";
13    case ESP_RST_BROWNOUT:  return "Gerilim dusmesi (brownout) / brownout";
14    default:                return "Bilinmeyen / unknown";
15  }
16}
17
18void setup() {
19  Serial.begin(115200);
20  delay(500);
21  esp_reset_reason_t r = esp_reset_reason();
22  Serial.print("Reset nedeni / reset reason: ");
23  Serial.println(reasonText(r));
24}
25
26void loop() {
27  Serial.print("Calisma suresi / uptime (s): ");
28  Serial.println(millis() / 1000);
29  delay(5000);
30}

Raspberry Pi Pico: причина сброса и сторожевой таймер (MicroPython)

Благодаря понижающе-повышающему преобразователю Raspberry Pi Pico работает при любом напряжении от 1,8 до 5,5 V на пине VSYS, поэтому переносит просадки напряжения лучше, чем Arduino. И всё же если подключить сервопривод к пину VBUS, на который приходят 5 V от USB, ток берётся прямо из порта компьютера, и если порт проседает, Pico тоже отключается; кроме того, от пина 3V3 не стоит брать в сумме больше 300 mA. Пин сброса Pico, RUN, подтянут к питанию встроенным в микросхему резистором примерно 50 kΩ; длинный провод на нём открывает дорогу помехам, как и пин RESET у Arduino. В MicroPython на Pico machine.reset_cause() возвращает только два значения: PWRON_RESET при включении питания или сбросе через пин RUN и WDT_RESET при срабатывании сторожевого таймера или вызове machine.reset(). Сторожевой таймер можно настроить максимум на 8388 мс, и после запуска его нельзя остановить: он продолжает перезагружать плату, даже если остановить программу в Thonny. Поэтому в начале кода стоит поставить паузу в 3 секунды.

1import machine, time
2from machine import Pin
3
4time.sleep(3)   # Thonny durdurabilsin diye bekle / wait so Thonny can stop the script
5
6neden = machine.reset_cause()
7if neden == machine.WDT_RESET:
8    print("Watchdog ya da machine.reset() / watchdog or machine.reset()")
9else:
10    print("Guc acilisi ya da RUN pini / power-on or RUN pin")
11
12led = Pin("LED", Pin.OUT)          # Pico ve Pico W dahili LED / onboard LED
13wdt = machine.WDT(timeout=5000)    # 5 sn; RP2040'ta en fazla 8388 ms / max 8388 ms on RP2040
14
15sayac = 0
16while True:
17    led.toggle()
18    sayac += 1
19    print("Calisiyor / running", sayac)
20    wdt.feed()                     # her turda besle / feed it every loop
21    time.sleep(1)

Правильная схема питания для твоего проекта

• Машинка-робот: питай моторы от сборки 2S из 18650 через L298N или L9110S и поставь конденсатор 100 nF на выводы мотора; как её собрать, рассказано в статье Машинка-робот на Arduino своими руками.
• Робот-манипулятор на сервоприводах: для четырёх и более сервоприводов используй источник 5–6 V, который даёт не меньше 3–5 A, и добавь 1000 µF на линию сервоприводов; о выборе деталей — в статьях Сервопривод MG996R и Робот-манипулятор на Arduino.
• Система полива с насосом и реле: питай насос от отдельного источника, изолируй реле с помощью JD-VCC и держи длинные провода датчиков подальше от кабеля насоса (датчик влажности почвы).
• Светодиодные ленты и NeoPixel: закладывай около 2 A на каждые 30 светодиодов, поставь 1000 µF на вход ленты и резистор 300–500 Ω на линию данных (WS2812B NeoPixel).
• Управление DC-моторами: не забывай про обратный диод на каждом моторе, которым управляешь через транзистор или MOSFET; о готовых платах драйверов — в статье Управление DC-мотором с L298N.
• Станция датчиков в полевых условиях: включи сторожевой таймер, настрой таймаут I2C и бери питание от эффективного источника, например от понижающего преобразователя LM2596.

Arduino, которая сама перезагружается, раздражает, но почти всегда у этого есть измеримая и устранимая причина: сначала определи симптом, затем измерь напряжение и RAM диагностическим скетчем, потом раздели питание, соедини GND, добавь конденсатор и диод и при необходимости подстрахуй проект сторожевым таймером. Когда такая схема питания настроена, проекты с сервоприводами, моторами и реле работают днями без проблем. В приложении BlueGrays есть проекты «Работа с сервоприводом», «Машинка на L298N с управлением по Bluetooth», «Робот, объезжающий препятствия», «Включение лампы 220V кнопкой (вкл/выкл)» и «Умная станция полива» со схемами, на которых показано правильное подключение питания, и с пошаговым кодом.