DIY Breadboard қуат көзі: 5 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Мен әрқашан портативті қуат көзін, әсіресе тақталар үшін жасалғанын қалаймын. Мен оны сатылымға таппағандықтан, өз қолыммен жасауға тура келді. Мен сізді де осылай жасауға шақырамын.

PCB JLCPCB демеушілігімен. ПХД және ақысыз жеткізу үшін $ 2 бірінші тапсырыс:

Ерекше өзгешеліктері:

• Шығу 5В 1А.
• Кез келген стандартты 400 немесе 830 нүктелік тақтаға қосылады.
• Шамадан тыс зарядталған, артық зарядталған және шамадан тыс қорғаныс бар зарядтағыш.
• Екі түсті жарық диоды бар батарея индикаторы (жасыл 50-100%, сары 20-50%, қызыл 0-20%).
• Басу диодымен төмен толқын/шу шығысы.

1 -қадам: материалдар

Негізгі материалдар:

• 18650 литий-ионды батарея. Мен сынған ноутбуктен өзімді алдым. Мен бұл жобада бәрін мүмкіндігінше ықшам/жеңіл ету үшін қолдандым, бірақ сыйымдылықты арттыру үшін екі батареяны қатар қолдануға болады. Егер сіз екі батареяны қолдансаңыз, олардың маркасы, моделі, жасы/тозуы мен сыйымдылығы 100% бірдей екеніне көз жеткізіңіз, және сіз оларды қосқан кезде зарядтары бірдей болады. Мұнда сатып алыңыз:
• TP4056 зарядтау модулі батареядан қорғалған. Батареядан қорғаныссыз нұсқа бар, оны сатып алмау керек. Суреттегідей 6 байланысы бар біреуін сатып алғаныңызға көз жеткізіңіз. Мұнда сатып алыңыз:
• MT3608 күшейткіш түрлендіргіш модулі. Ол кернеуді таңдау үшін потенциометрге ие. Бұл жағдайда мен 5В таңдаймын. Мұнда сатып алыңыз:
• Тесік диаметрі 12 мм болатын 3А/125 В кернеулі өздігінен бекітілетін түйме. Мұнда сатып алыңыз:
• 470µF 25В электролиттік конденсатор. Бұл айтарлықтай жүктеме енгізген кезде кернеудің төмендеуін азайтады. Мұнда сатып алыңыз:
• 100nF керамикалық конденсатор. Жоғары жиілікті толқын/шуды азайтады. Мұнда сатып алыңыз:
• 1nF керамикалық конденсатор. Өте жоғары жиілікті толқын/шуды азайтады. Мұнда сатып алыңыз:
• Шоттки диоды 1А 40В. Бұл тақтаға қосылған компоненттерді тізбектегі кез келген катушкалардың әсерінен болатын жоғары кернеуден қорғайды. Мұнда сатып алыңыз:
• 2x8 см перформат тақтасы. Мұнда сатып алыңыз:
• X2 екі қатарлы 2х3 2,54мм түйреуішті ерлер тақырыптары. Кейбір арзан ардуино нанолары осымен бірге келеді, мен оларды әдетте дәнекерлемеймін, сондықтан мен оларды осы жобаға алдым. Сіз оларды 90 градус бұрышпен сатып ала аласыз, бұл орнатуды жеңілдетудің жақсы нұсқасы болуы мүмкін. Мына жерден сатып алыңыз:

• Эпоксидті:

Ескерту: Amazon Associate ретінде мен білікті сатып алудан табамын.

Батарея индикаторына арналған материалдар (міндетті емес):

• 3 мм екі түсті жарықдиодты (қызыл-жасыл). Мен диаграммалар мен ПХД гербер файлдарын жалпы анод пен жалпы катодты светодиодтарға қойдым, сонда олар да жұмыс істейді. Диффузияның жеткілікті екеніне көз жеткізіңіз, себебі екі светодиодты бір уақытта қосқанда сары түс пайда болады. Сапасыз қос түсті светодиодтар көп, онда екі түсті де жақсы араласпайды. Мына жерден сатып алыңыз:
• NE5532P жұмыс күшейткіші. Мұнда сатып алыңыз:
• S8050 NPN транзисторы. Іс жүзінде кез келген NPN транзисторы жұмыс істейді. Мұнда сатып алыңыз:

• Резисторлар (1/4 Вт немесе 1/8 Вт 1%):

  • R1: қызыл жарықдиодты қосқан кезде басқарылатын 2IN+ оп-амп үшін кернеу бөлгіштің теріс жағы үшін 6.2К. Мына жерден сатып алыңыз:
  • R2: қызыл жарықдиодты қосуды басқаратын 2IN+ оптикалық күшейткіштің кернеу бөлгішінің оң жағы үшін 2.2К. Осы және басқалары бар резистор жиынтығын сатып алыңыз:
  • R3: 51K кері байланыс үшін қызыл жарық диоды қосулы кезде ауыспалы кернеуді өзгертуге мүмкіндік береді.
  • Қызыл LED үшін R4: 2K. Жарықдиодты шамға байланысты бұл мән әр түрлі болуы мүмкін.
  • Жасыл жарық диоды ӨШІРІЛГЕН кезде бақылайтын 1IN- күшейткіштің кернеу бөлгішінің теріс жағы үшін R5: 6,8К.
  • Жасыл жарық диоды ӨШІРІЛГЕНДЕ бақылайтын оптикалық күшейткіш 1IN үшін кернеу бөлгіштің оң жағы үшін R6: 2.7K. Мұнда сатып алыңыз:
  • R7: 100K кері байланыс үшін, жасыл светодиоды қатты ауысу үшін ӨШІРУ кезінде анықтамалық кернеуді өзгерту үшін.
  • Жасыл жарық диоды үшін R8: 100. Жарықдиодты шамға байланысты бұл мән әр түрлі болуы мүмкін.
  • R9: 5.1K транзисторлық кіріс үшін. NPN транзисторы шығыс үшін инвертор ретінде жұмыс істейді, сондықтан кері байланыс дұрыс полярлыққа ие.
  • R10: транзисторлық кіріс үшін 2K төмен түсу.

Ескерту: кернеу бөлгіштер мен кері байланыс үшін барлық резистор мәндері қажетті нәтижеге жету үшін өте маңызды. Егер сіз бір резистордың мәнін өзгертсеңіз, компенсация үшін басқа резисторларды ауыстырғыңыз келуі мүмкін. Немесе егер сіз светодиоды қосатын/өшіретін кернеуді әдейі өзгерткіңіз келсе, оны резисторлардың мәндерін өзгерте аласыз.

Қосымша материалдар:

• Зарядтағыш индикаторы үшін 3 мм екі түсті жарықдиодты (қызыл-жасыл) жалпы анод. Зарядтағыш модулінде екі кіріктірілген жарық диоды бар: біреуі оның зарядталып жатқанын білдіреді; және зарядтау процесінің аяқталғанын білдіретін көк түс. Егер қаласаңыз, бұл екі түсті жарық диоды сол жарықдиодты алмастыра алады. Мұнда сатып алыңыз:
• 2.2K резисторы зарядтағыш модульдегі R3 ауыстыру үшін максималды зарядтау тогын әдепкі бойынша 1А емес, 500мА шамасына орнату. Бұл бетіне орнатылатын резистор, бірақ мен тек тесік резисторларды сатып алғандықтан, мен оны қолдандым.

2 -қадам: Дайындық

Дәнекерлеу алдында барлық компоненттерді, әсіресе модульдерді тексеріңіз.

Күшейткіш түрлендіргіште шығыс кернеуін таңдау үшін потенциометр бар. Басқа компоненттерге дәнекерлеу алдында оны 5 В -та қалдырғаныңызға көз жеткізіңіз, себебі сіз оны барлық қосылған кезде оны жоғары кернеуге қосқыңыз келмейді. Электролиттік конденсаторды үрлеуге немесе батарея индикаторындағы оп-ампты күйдіруге болады. Күшейткішті түрлендіргішті реттеу үшін оны батареяға және мультиметрге қосу керек. Кернеуді төмендету үшін сағат тілімен бұраңыз; кернеуді жоғарылату үшін сағат тіліне қарсы бұраңыз.

Егер сіз зарядтағыш модуліне кейбір өзгертулер енгізгіңіз келсе, оны басқа компоненттерге қосар алдында дәл қазір жасаңыз. Мен жасаған үш модификация бар. Алдымен мен R3 резисторын 2,2К -ке ауыстырдым, бұл зарядтаудың максималды токын әдепкі бойынша 1А емес, 500 мА шамасында. Себебі, зарядтау кезінде IC шынымен қызады. Мен зарядтау тогын төмендететін температураны төмендеткім келді. Әрине, батареяны зарядтауға көп уақыт кетеді, бірақ менің ойымша, бұл жеткілікті жылдам.

Екінші модификация екі жарықдиодты индикаторды екі түсті жарықдиодты (қызыл-жасыл) ортақ анодқа ауыстыру болды. Мен мұны жақсы көріну үшін және дизайныма сәйкес келу үшін жасадым, бірақ мұны істеудің қажеті жоқ.

Зарядтағыш модулінде жасаған соңғы нәрсе - микро USB коннекторының бүйіріндегі дәнекерлеуді күшейту. Бұл коннектор тежеуге ұшырайды, сондықтан мен коннектордың металл қабығы мен ПХД арасында көбірек дәнекер қосуды ұсынамын. Мен артқы жағындағы нақты электр қосылымдарын бұзбаймын. Дәнекерлеуді тым көп қоспау үшін абай болыңыз, себебі ол коннектордың ішіне кіріп кетуі мүмкін.

Мен тақтаның соңына қосылатын тақталарға арналған қуат адаптерлерін көрдім (аккумуляторсыз), егер сіз қаласаңыз, сіз бұл дизайнды қабылдай аласыз, бірақ мен әдетте тақтаның екі жағына ардуино наносын қоямын, бірақ мен қаламадым. USB қосқышын бұғаттайтын кез келген нәрсе.

3 -қадам: Батарея индикаторы (міндетті емес)

Мен батареяның 50% (3.64В) немесе одан жоғары болған кезде жасыл түспен жанатын қос түсті жарық диоды (қызыл-жасыл) бар өте қарапайым батарея индикаторын жобалаймын; 50% -дан 20% -ға дейін болғанда (3,64В - 3,50В) сарыға айналады; ал қызыл түс 20% -дан төмен болғанда (3.50В). Ол жарық диодтарының табалдырықта жыпылықтауын болдырмау үшін екі шмитт триггерін құру үшін оп-ампты қолданады.

Мен өте жинақы болғым келді, сондықтан мен макетімді қолдануды ұсынамын. Немесе одан да жақсы, менің гербер файлымды жүктеп, JLCPCB.com сияқты веб -сайттан менің жеке PCB тапсырыс беріңіз. Осылайша сіз ПХД қосылымдарымен жұмыс жасамай, компоненттерді дәнекерлеуіңіз керек. Дәл қазір оларда 2 долларға 10 шағын ПХД сатып алуға және бірінші тапсырыс бойынша тегін жеткізуге болатын акция бар.

Мен ПХД -ді easyEDA -да құрастырамын, сондықтан сіз жобаны жүктей аласыз, тіпті орналасуын қалағаныңызша өзгерте аласыз.

Екі түсті жарықдиодты жалпы катод:

Екі түсті жарықдиодты жалпы анод:

4 -қадам: құрастыру

Алдымен 3 конденсаторды күшейткіш түрлендіргішінің шығысына дәнекерлеңіз. Бұл конденсаторлар күшейткіш түрлендіргіштен немесе шығыс жүктемелерінен болатын кез келген толқын мен шуды азайтуға көмектеседі. Мен оларды орнатуды ұсынамын. Егер сізде дәл мәндер болмаса, орнына ұқсас мәндерді қойыңыз.

Негізгі тізбекті тексергеннен кейін, 2x8 см көлеміндегі перфорация тақтасын кесіңіз, ол үшін кейбір тақталар бүйірлерінде шпилькаларға орын қалдырады. Егер сіз мұны жасамасаңыз, аккумулятор батареясы тақтаның кейбір түрлерімен үйлесімді болмайды, ең болмағанда электр рельстерін артқа қоспай. Барлық тақталарда ілгектер бір жақта емес, ал кейбіреулерінде дәстүрлі 3 орнына 4 шпилька бар. Егер сіз батарея тақтасын нан тақтасының ұшына қосылатын етіп жасауды шешсеңіз, сізге әлі де бос орын қажет болуы мүмкін. кейбір тақталар бар шыбықтар да сол жақта.

2х3 ер түйреуіштерді тақтаға қойыңыз, оларды перформат тақтасына дұрыс күйінде дәнекерлеу үшін нұсқаулық ретінде пайдаланыңыз.

Шығуға schottky диодын қосыңыз (1A 40V немесе одан көп). Бұл диод электр рельсіне қосылған кез келген компонентті реле, қозғалтқыш, индуктор, соленоид сияқты катушкалардың әсерінен болатын жоғары кернеуден сақтайды. Диодтың теріс жағы (ақ сызық) шығудың оң жағына өтетініне көз жеткізіңіз.

Корпус/мұқаба үшін мен қара картон қолдандым. Ең жақсы таңдау емес, себебі жанғыш, бірақ сіз қалағаныңызды қолдана аласыз.

5 -қадам: Қорытынды

Кейбір маңызды кеңестер:

• Зарядтау кезінде қуат банкін пайдаланбаңыз. Зарядтау процесі батареяны зақымдауы мүмкін бірнеше қорғаныс мүмкіндіктерін өшіреді, ал жүктеме шамадан тыс зарядтау жағдайына әкелуі мүмкін. Сондай -ақ, шамадан тыс ток қорғанысын өшіру тіпті тақтаның өзін зақымдауы мүмкін.
• Шамадан тыс ток қорғанысы өте тез әрекет етеді, сондықтан ол қысқа тұйықталуды анықтағанда қуатты ажыратады. Бұны қалпына келтіру үшін қуатты шамамен 3 секунд өшіріңіз.

Сәйкес деректер:

Бұл менің кейбір тесттерімнің нәтижелері. Бұл сіздікінен өзгеше болуы мүмкін, бірақ сіз оны күтуге болатын сілтеме ретінде пайдалана аласыз:

• Зарядтау уақыты бос уақыттан толыққа дейін (560мА): 4:30 сағ.
• 50 мА жүктеме кезінде толық батарея 23 сағат 17 минутқа созылды.
• 500 мА жүктеме кезінде толық батарея 2 сағат 21 минутқа созылды. Бұл шығыс кезінде шамамен 1630 мАч.
• Мен 500мА жүктеуге қосылған кезде 0,03В шығысында тұрақты кернеудің максималды төмендеуін байқадым, сондықтан ол жалпы 5В өте тұрақты шығарады. Мен басқа кіші күшейткіш түрлендіргіштерді көрдім, олар кернеуді 5 В (4,3 В) астында 0,7 В -қа төмендетеді, мен оны қабылдамаймын.
• Батарея индикаторының кернеуі шамамен 50% = 3,64В, 20% = 3,50В шамасында орнатылған. Кері байланыс мәнді +/- 0,7В-қа өзгертеді. Жарық диодтары қосылатын/өшетін кернеуді өзгерту үшін сіз резистордың әр түрлі мәндерін қолдана аласыз, бірақ менің ұсынылған мәндерім менің сынақтарым мен есептеулеріме негізделген және олар 18650 батареялардың көпшілігіне сәйкес келуі керек.

Сыйымдылығын екі есе көбейту үшін екі батареяны қатар пайдалануға болады. Мен бұл нұсқаны да жасадым, бірақ ол үлкен және ауыр, сондықтан менің бірінші таңдауым емес. Сіз қай нұсқаны құруды шешесіз.

Міне бітті. Егер сізде сұрақ болса, маған хабарлаңыз.

Іске сәт.