منبع تغذیه Breadboard DIY: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

من همیشه یک منبع تغذیه قابل حمل مخصوصا برای تخته های نان می خواستم. از آنجا که من آن را برای فروش پیدا نمی کنم ، مجبور شدم خودم آن را تهیه کنم. من تورا دعوت می کنم همین کار را انجام دهی.

PCB توسط JLCPCB حمایت می شود. 2 دلار برای PCB و ارسال رایگان اولین سفارش:

امکانات:

• خروجی 5 ولت 1 آمپر
• به هر نان برد استاندارد 400 یا 830 نقطه متصل می شود.
• شارژر با شارژ بیش از حد ، شارژ بیش از حد و محافظت از جریان بیش از حد.
• نشانگر باتری با LED دو رنگ (سبز 50-100 green ، زرد 20-50، ، قرمز 0-20)).
• موج کم/خروجی نویز با دیود سرکوب.

مرحله 1: مواد

مواد اصلی:

• باتری لیتیوم یون 18650. من خودم را از لپ تاپ خراب برداشتم. من از یکی برای این پروژه استفاده کردم تا همه چیز تا حد ممکن فشرده/سبک باشد ، اما شما می توانید از دو باتری به طور موازی برای افزایش ظرفیت استفاده کنید. اگر از دو باتری استفاده می کنید اطمینان حاصل کنید که آنها 100 brand مارک ، مدل ، سن/سن و ظرفیت یکسان هستند و در لحظه اتصال آنها شارژ مشابهی دارند. اینجا خرید کنید:
• ماژول شارژر TP4056 با محافظت از باتری. نسخه ای بدون محافظت از باتری وجود دارد که نباید آن را خریداری کنید. مطمئن شوید که همانند تصویر 6 موردی را که 6 اتصال دارد خریداری کنید. اینجا خرید کنید:
• ماژول مبدل تقویت کننده MT3608. دارای پتانسیومتر جهت انتخاب ولتاژ می باشد. در این مورد 5 ولت را انتخاب می کنم. اینجا خرید کنید:
• دکمه خود قفل 3A/125V با قطر سوراخ 12 میلی متر. اینجا خرید کنید:
• خازن الکترولیتی 470µF 25V. هنگامی که بار قابل توجهی را وارد می کنیم ، افت ولتاژ کاهش می یابد. اینجا خرید کنید:
• خازن سرامیکی 100nF امواج/نویز فرکانس بالا را کاهش می دهد. اینجا خرید کنید:
• خازن سرامیکی 1nF امواج/نویز فرکانس بسیار بالا را کاهش می دهد. اینجا خرید کنید:
• دیود Schottky 1A 40V. این امر به منظور محافظت از اجزای متصل به نان بریده از ولتاژ بالا ناشی از هرگونه سیم پیچ روی مدار است. اینجا خرید کنید:
• ورق ورق 2 در 8 سانتی متر. اینجا خرید کنید:
• سرصفحه های مردانه X2 دو ردیف 2x3 2.54 میلی متر پین. برخی از نانوهای آردوینو ارزان با اینها عرضه می شوند و من معمولاً آنها را لحیم نمی کنم ، بنابراین آنها را برای این پروژه گرفتم. می توانید آنها را با زاویه 90 درجه خریداری کنید که ممکن است گزینه بهتری برای تسهیل نصب باشد. اینجا خرید کنید:

• اپوکسی:

توجه: من به عنوان یک همکار آمازون از خریدهای واجد شرایط درآمد کسب می کنم.

مواد برای نشانگر باتری (اختیاری):

• LED دو رنگ 3 میلی متری (قرمز-سبز). نمودارها و فایل های PCB gerber را برای LED های آند معمولی و کاتدی معمولی قرار دادم تا بتوانم کار کنم. فقط مطمئن شوید پخش آن به اندازه کافی باشد که هنگام چرخاندن همزمان هر دو LED منجر به یک رنگ زرد یکنواخت شود. LED های رنگی بی کیفیت زیادی وجود دارد که هر دو رنگ به خوبی با هم ترکیب نمی شوند. اینجا خرید کنید:
• تقویت کننده NE5532P اینجا خرید کنید:
• ترانزیستور S8050 NPN. با این وجود ، تقریباً هر ترانزیستور NPN کار می کند. اینجا خرید کنید:

• مقاومت ها (1٪ 1/4W یا 1/8W):

  • R1: 6.2K برای قسمت منفی تقسیم ولتاژ برای op-amp 2IN+ که هنگام روشن شدن LED قرمز کنترل می شود. اینجا خرید کنید:
  • R2: 2.2K برای قسمت مثبت تقسیم کننده ولتاژ برای op-amp 2IN+ که هنگام روشن شدن LED قرمز کنترل می شود. یک کیت مقاومت خریداری کنید که شامل این مقدار و بیشتر موارد دیگر باشد:
  • R3: 51K برای بازخورد برای تغییر ولتاژ مرجع هنگامی که LED قرمز روشن می شود تا یک انتقال قوی داشته باشد.
  • R4: 2K برای LED قرمز. بسته به LED شما ممکن است این مقدار متفاوت باشد.
  • R5: 6.8K برای قسمت منفی تقسیم ولتاژ برای op-amp 1IN- که هنگام خاموش شدن LED سبز کنترل می شود.
  • R6: 2.7K برای قسمت مثبت تقسیم ولتاژ برای op-amp 1IN- که هنگام خاموش شدن LED سبز کنترل می شود. اینجا خرید کنید:
  • R7: 100K برای بازخورد برای تغییر ولتاژ مرجع هنگامی که LED سبز خاموش می شود تا یک انتقال جامد داشته باشد.
  • R8: 100 برای LED سبز. بسته به LED شما ممکن است این مقدار متفاوت باشد.
  • R9: 5.1K برای ورودی ترانزیستور ترانزیستور NPN به عنوان یک اینورتر برای خروجی عمل می کند بنابراین بازخورد دارای قطبیت صحیح است.
  • R10: 2K کشویی برای ورودی ترانزیستور.

توجه: همه مقادیر مقاومت برای تقسیم ولتاژ و بازخورد برای دستیابی به نتیجه مورد نظر بسیار مهم است. اگر یک مقدار مقاومت را تغییر دهید ، ممکن است بخواهید مقاومت های دیگر را برای جبران تغییر دهید. یا اگر عمداً می خواهید ولتاژ محل روشن یا خاموش شدن LED ها را تغییر دهید ، می توانید این مقدار مقاومت ها را تغییر دهید.

مواد اختیاری:

• آند مشترک 3 میلی متری دو رنگ (قرمز-سبز) برای نشانگر شارژر. ماژول شارژر دارای دو LED داخلی است: یکی قرمز نشان می دهد که شارژ شده است. و یک رنگ آبی نشان می دهد که روند شارژ به پایان رسیده است. در صورت تمایل این LED دو رنگ می تواند جایگزین آن LED ها شود. اینجا خرید کنید:
• مقاومت 2.2K برای جایگزینی R3 روی ماژول شارژر تا حداکثر جریان شارژ را به طور پیش فرض به جای 1A در حدود 500 میلی آمپر تنظیم کند. این یک مقاومت روی سطح است اما از آنجا که من فقط مقاومتهای حفره ای خریداری می کنم ، از آن استفاده کردم.

مرحله 2: آماده سازی

قبل از لحیم کاری ، همه قطعات ، به ویژه ماژول ها را آزمایش کنید.

مبدل تقویت کننده دارای پتانسیومتر برای انتخاب ولتاژ خروجی است. مطمئن شوید که قبل از لحیم کاری به اجزای دیگر ، آن را در 5 ولت بگذارید زیرا نمی خواهید وقتی برای اولین بار با همه چیز متصل شده آن را ولتاژ بالا تنظیم می کنید. شما می توانید خازن الکترولیتی را منفجر کنید یا op-amp را روی نشانگر باتری بسوزانید. برای تنظیم مبدل تقویت کننده ، باید آن را به باتری و مولتی متر متصل کنید. جهت کاهش ولتاژ در جهت عقربه های ساعت بچرخانید. برای افزایش ولتاژ ، ساعت را روشن کنید

اگر قصد دارید برخی تغییرات را در ماژول شارژر انجام دهید ، قبل از اتصال به سایر قطعات ، همین حالا این کار را انجام دهید. من سه اصلاح دارم ابتدا مقاومت R3 را روی 2.2K جایگزین می کنم تا حداکثر جریان شارژ را در حدود 500 میلی آمپر ، به جای 1A که به طور پیش فرض است ، تنظیم کنم. دلیل آن این است که IC هنگام شارژ شدن بسیار داغ می شود. من می خواستم دما را کاهش دهم و جریان شارژ را کاهش دهم. البته شارژ باتری بیشتر طول می کشد ، اما به نظر من سرعت کافی دارد.

اصلاح دوم این بود که دو نشانگر LED را به یک آند معمولی LED دو رنگ (قرمز-سبز) جایگزین کرد. من این کار را برای ظاهر بهتر و متناسب با طراحی خود انجام دادم ، اما شما مجبور نیستید این کار را انجام دهید.

و آخرین کاری که با ماژول شارژر انجام دادم تقویت لحیم کاری در کناره های کانکتور میکرو USB است. این کانکتور در برابر ترمز مستعد است ، بنابراین توصیه می کنم لحیم بیشتری بین پوسته فلزی کانکتور و PCB اضافه کنید. با این حال ، من نمی توانم با اتصالات الکتریکی واقع در پشت مشکلی داشته باشم. مراقب باشید لحیم زیاد نزنید زیرا ممکن است داخل کانکتور خراب شود.

من آداپتورهای برق را برای تخته های نان (بدون باتری) دیده ام که در انتهای تخته نورد متصل می شوند و اگر بخواهید می توانید از این طرح استفاده کنید ، اما من معمولاً نانو آردوینو را در دو سر تخته نان قرار می دهم و نمی خواستم هر چیزی که اتصال USB آنها را مسدود کند

مرحله 3: نشانگر باتری (اختیاری)

من یک نشانگر بسیار اساسی باتری را با یک LED دو رنگ (قرمز-سبز) طراحی می کنم که وقتی باتری 50 ((3.64V) یا بالاتر سبز می شود سبز روشن می شود. وقتی بین 50 and و 20 is (3.64V - 3.50V) باشد ، زرد می شود. و وقتی زیر 20 ((3.50V) قرمز است. از یک op-amp برای ایجاد دو ماشه schmitt برای جلوگیری از سوسو زدن LED ها در آستانه استفاده می کند.

من می خواستم بسیار فشرده باشم بنابراین توصیه می کنم از طرح خود استفاده کنید. یا حتی بهتر ، فایل gerber من را بارگذاری کنید و PCB سفارشی خود را از وب سایتی مانند JLCPCB.com سفارش دهید. به این ترتیب شما فقط باید قطعات را بدون برخورد با اتصالات روی PCB لحیم کنید. در حال حاضر آنها تبلیغاتی دارند که می توانید 10 PCB کوچک را با 2 دلار خریداری کنید و برای اولین سفارش ارسال رایگان داشته باشید.

من PCB ها را در easyEDA طراحی می کنم ، بنابراین می توانید پروژه را بارگذاری کرده و حتی طرح را به روشی که می خواهید تغییر دهید.

کاتد مشترک LED دو رنگ:

آند مشترک LED دو رنگ:

مرحله 4: مونتاژ

ابتدا 3 خازن را به خروجی مبدل تقویت کننده لحیم کنید. این خازن ها به کاهش موج و سر و صدا ناشی از مبدل تقویت کننده یا بارهای خروجی کمک می کنند. من به شدت پیشنهاد می کنم آنها را نصب کنید. اگر این مقادیر دقیق را ندارید ، به جای آن مقادیر مشابه را قرار دهید.

پس از آزمایش مدار اصلی ، ورق ورق 2 8 8 سانتی متری را ببرید تا فضایی برای ناودانی که برخی از تخته های نان در کنار خود دارند ایجاد شود. اگر این کار را نکنید ، باتری شما با برخی از انواع تخته نان سازگار نیست ، حداقل بدون اتصال ریل های برق به عقب. همه تخته نان ها ناودانی را در یک طرف ندارند ، و برخی حتی 4 ناودانی به جای 3 معمولی دارند. اگر تصمیم بگیرید که باتری را طوری طراحی کنید که در انتهای تخته های نان متصل شود ، ممکن است هنوز نیاز به ایجاد فضا برای میخ هایی که برخی از تخته های نان در آن انتها نیز دارند.

سنجاق های نر 2x3 را روی تخته نان بگذارید تا به عنوان راهنما برای لحیم کاری آنها روی تخته چوبی در موقعیت مناسب استفاده کنید.

دیود schottky (1A 40V یا بیشتر) را در خروجی اضافه کنید. این دیود از هر جزء متصل به ریل قدرت در برابر افزایش ولتاژ بالا ناشی از سیم پیچ مانند رله ، موتور ، سلف ، سلونوئید و غیره محافظت می کند. مطمئن شوید که قسمت منفی دیود (خط سفید) به سمت مثبت خروجی برود.

برای قاب/جلد از مقوا مشکی استفاده کردم. بهترین انتخاب نیست زیرا قابل اشتعال است اما می توانید از هر چیزی که می خواهید استفاده کنید.

مرحله 5: نتیجه گیری

چند نکته مهم:

• هنگام شارژ از پاوربانک استفاده نکنید. فرآیند شارژ چند ویژگی محافظتی را که می تواند به باتری آسیب برساند غیرفعال می کند و بار می تواند باعث ایجاد وضعیت بیش از حد شارژ شود. همچنین غیرفعال کردن حفاظت از جریان بیش از حد می تواند حتی به خود تخته نان نیز آسیب برساند.
• حفاظت از جریان بیش از حد بسیار سریع واکنش نشان می دهد بنابراین هنگام تشخیص اتصال کوتاه ، برق را قطع می کند. برای تنظیم مجدد ، برق را حدود 3 ثانیه خاموش کنید.

اطلاعات مرتبط:

این نتایج برخی از آزمایشات من است. ممکن است با شما متفاوت باشد ، اما می توانید از آن به عنوان مرجع انتظارات خود استفاده کنید:

• زمان شارژ از خالی به کامل (در 560mA): 4:30 ساعت.
• با ظرفیت 50 میلی آمپر ، یک باتری کامل 23 ساعت و 17 دقیقه دوام آورد.
• با ظرفیت 500 میلی آمپر ، یک باتری کامل 2 ساعت و 21 دقیقه دوام آورد. این در خروجی حدود 1630 میلی آمپر ساعت است.
• من هنگام وصل شدن به بار 500 میلی آمپر حداکثر افت ولتاژ ثابت را در خروجی 0.03V مشاهده کردم ، بنابراین در مجموع خروجی 5V بسیار پایدار است. من مبدل های تقویت کننده کوچکتر دیگری را دیده ام که ولتاژ آنها را 0.7 ولت زیر 5 ولت (4.3 ولت) کاهش می دهند که به نظر من غیرقابل قبول است.
• ولتاژهای نشانگر باتری در حدود 50٪ = 3.64V ، 20٪ = 3.50V تنظیم شده است. بازخورد مقدار را به +/- 0.7V تغییر می دهد. شما می توانید مقادیر مختلف مقاومت را برای تغییر ولتاژهایی که LED ها خاموش/روشن می شوند تغییر دهید ، اما مقادیر توصیه شده من بر اساس آزمایشات و محاسبات من است و باید برای بیشتر 18650 باتری اعمال شود.

این امکان وجود دارد که از دو باتری به طور موازی استفاده کنید تا ظرفیت آن دو برابر شود. من آن نسخه را نیز ساختم ، اما بدیهی است که بزرگتر و سنگین تر است ، بنابراین اولین انتخاب من نیست. شما تصمیم می گیرید کدام نسخه را بسازید.

خودشه. اگر سوالی داشتید به من اطلاع دهید.

موفق باشید.