DIY leivaplaadi toiteallikas: 5 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Tahtsin alati kaasaskantavat toiteallikat, mis oleks spetsiaalselt valmistatud leivaplaatide jaoks. Kuna ma ei leia seda müügiks, pidin ise tegema. Kutsun teid üles sama tegema.

PCB sponsoreerib JLCPCB. 2 dollarit PCB -de ja tasuta kohaletoimetamise eest:

Funktsioonid:

• Väljundid 5V 1A.
• Pistikud mis tahes tavalisel 400 või 830 punkti leivaplaadil.
• Laadija ülelaadimise, ülelaadimise ja ülevoolu kaitsega.
• Aku indikaator kahevärvilise LED-iga (roheline 50-100%, kollane 20-50%, punane 0-20%).
• Madal pulsatsioon/müra väljund summutusdioodiga.

Samm: materjalid

Peamised materjalid:

• 18650 liitium-ioon aku. Võtsin oma katkisest sülearvutist. Ma kasutasin selle projekti jaoks ühte, et muuta kõik võimalikult kompaktseks/kergeks, kuid võimsuse suurendamiseks võiksite kasutada kahte akut paralleelselt. Kui kasutate kahte akut, veenduge, et need on 100% sama kaubamärgi, mudeli, vanuse/kulumise ja mahutavusega ning nende ühendamise hetkel on nende laadimine sarnane. Osta siit:
• Akukaitsega laadimismoodul TP4056. On olemas aku kaitseta versioon, mida te ei peaks ostma. Ostke kindlasti see, millel on 6 ühendust, nagu pildil. Osta siit:
• MT3608 võimendusmuunduri moodul. Sellel on potentsiomeeter pinge valimiseks. Sel juhul valin 5V. Osta siit:
• Iselukustuv nupp, mille võimsus on 3A/125V, ava läbimõõt 12mm. Osta siit:
• 470µF 25V elektrolüütkondensaator. See vähendab pingelangust, kui kasutame märkimisväärset koormust. Osta siit:
• 100nF keraamiline kondensaator. Vähendab kõrgsageduslikku pulsatsiooni/müra. Osta siit:
• 1nF keraamiline kondensaator. Vähendab väga kõrge sagedusega pulsatsiooni/müra. Osta siit:
• Schottky diood 1A 40V. Selle eesmärk on kaitsta leivaplaadile ühendatud komponente vooluahela mis tahes mähisest põhjustatud kõrgepinge naastude eest. Osta siit:
• 2x8 cm laudis. Osta siit:
• X2 kaherealine 2x3 2,54 mm tihvtiga isane päis. Mõned odavad arduino nanod on nendega kaasas ja ma tavaliselt ei joo neid, nii et võtsin need selle projekti jaoks. Saate neid osta 90 -kraadise nurga all, mis võib olla parem valik paigaldamise hõlbustamiseks. Osta siit:

• Epoksü:

Märkus: Amazoni sidusettevõttena teenin ma kvalifitseeritud ostudest.

Materjalid aku indikaatoriks (valikuline):

• 3 mm kahevärviline LED (punane-roheline). Panin skeemid ja PCB -gerber -failid tavaliste anoodide ja tavaliste katood -LED -ide jaoks, nii et kumbki töötaks. Lihtsalt veenduge, et sellel oleks piisavalt hajumist, et mõlema LED -i üheaegsel pööramisel oleks ühtlane kollane värv. Seal on palju halva kvaliteediga kahevärvilisi LED-e, kus mõlemad värvid ei segune hästi. Osta siit:
• NE5532P võimendi. Osta siit:
• S8050 NPN transistor. Praktiliselt iga NPN -transistor töötaks. Osta siit:

• Takistid (1% 1/4 W või 1/8 W):

  • R1: 6.2K pingejaguri negatiivse poole jaoks op-amp 2IN+ jaoks, mis juhib punase LED-i sisselülitamist. Osta siit:
  • R2: 2,2K pingejaguri positiivse poole jaoks op-amp 2IN+ jaoks, mis juhib punase LED-i sisselülitamist. Osta takisti komplekt, mis sisaldab seda väärtust ja enamikku teisi:
  • R3: 51K, et tagasiside muudaks võrdluspinget, kui punane LED lülitub sisse, et oleks kindel üleminek.
  • R4: 2K punase LED -i jaoks. See väärtus võib olenevalt teie valgusdioodist erineda.
  • R5: 6,8K pingejaguri negatiivse poole jaoks op-amp 1IN-, mis juhib rohelise LED-i väljalülitamist.
  • R6: 2,7K pingejaguri positiivse poole jaoks op-amp 1IN-, mis kontrollib rohelise LED-i väljalülitamist. Osta siit:
  • R7: 100K, et tagasiside muudaks võrdluspinget, kui roheline LED kustub, et oleks kindel üleminek.
  • R8: 100 rohelise LED -i jaoks. See väärtus võib olenevalt teie valgusdioodist erineda.
  • R9: 5.1K transistori sisendi jaoks. NPN -transistor töötab väljundi inverterina, nii et tagasiside on õige polaarsusega.
  • R10: 2K väljatõmbamine transistori sisendi jaoks.

Märkus: Kõik pingejagurite takisti väärtused ja tagasiside on soovitud tulemuse saavutamiseks väga olulised. Kui muudate ühte takisti väärtust, võiksite selle kompenseerimiseks vahetada ka muud takistid. Või kui soovite tahtlikult muuta pinget, kus valgusdioodid sisse/välja lülituvad, saate seda teha, muutes nende takistite väärtusi.

Valikulised materjalid:

• 3 mm kahevärviline LED (punane-roheline) ühine anood laadija indikaatori jaoks. Laadimismoodulil on kaks sisseehitatud LED-i: üks punane, mis näitab laadimist; ja sinine, mis näitab laadimisprotsessi lõppu. See kahevärviline LED võib soovi korral need LED-id asendada. Osta siit:
• 2,2K takisti, mis asendab laadija mooduli R3, et seada maksimaalseks laadimisvooluks umbes 500 mA, vaikimisi 1A asemel. See on pinnale paigaldatav takisti, kuid kuna ostan ainult läbi aukude takistite, kasutasin seda.

2. etapp: Ettevalmistus

Enne jootmist kontrollige kõiki komponente, eriti mooduleid.

Võimendusmuunduril on potentsiomeeter väljundpinge valimiseks. Enne teiste komponentide jootmist jätke see kindlasti 5 V pingele, sest te ei soovi, et see oleks ühendatud kõrgepingega, kui lülitate selle esmalt sisse, kui kõik on ühendatud. Võite elektrolüütkondensaatori puhuda või aku indikaatoril oleva võimendi põletada. Võimendusmuunduri reguleerimiseks peate selle ühendama aku ja multimeetriga. Pinge vähendamiseks keerake päripäeva; pinge suurendamiseks keerake vastupäeva.

Kui plaanite laadija moodulis mõningaid muudatusi teha, tehke seda kohe enne teiste komponentidega ühendamist. Tegin kolm modifikatsiooni. Esiteks vahetan R3 takisti 2.2K peale, et seada maksimaalseks laadimisvooluks umbes 500mA, vaikimisi 1A asemel. Põhjus on selles, et IC muutub laadimisel tõeliselt kuumaks. Tahtsin temperatuuri vähendada, vähendades laadimisvoolu. Aku laadimine võtab muidugi kauem aega, kuid minu arvates on see piisavalt kiire.

Teine modifikatsioon oli kahe LED-indikaatori asendamine ühe kahevärvilise LED-i (punane-roheline) ühise anoodiga. Ma tegin seda selleks, et parem välja näha ja minu kujundusele sobida, kuid te ei pea seda tegema.

Ja viimane asi, mida laadimismooduliga tegin, on tugevdada jootmist mikro -USB -pistiku külgedel. See pistik on pidurdamise suhtes vastuvõtlik, seega soovitan pistiku metallkesta ja trükkplaadi vahele lisada rohkem jootet. Kuid ma ei segaks tegelikke elektrilisi ühendusi tagaküljel. Olge ettevaatlik ja ärge lisage liiga palju jootet, sest see võib pistiku sisse sattuda.

Olen näinud leivaplaatide (ilma patareideta) toiteadaptereid, mis on ühendatud leivaplaadi otsa ja võite selle disaini võtta, kui soovite, kuid tavaliselt panin leivalaudade mõlemale otsale arduino nanosid ja ma ei tahtnud miski, mis takistab nende USB -pistikut.

3. samm: aku indikaator (valikuline)

Kujundan väga elementaarse aku indikaatori kahevärvilise LED-iga (punane-roheline), mis helendab roheliselt, kui aku on 50% (3.64V) või kõrgemal; muutub kollaseks, kui see on vahemikus 50% kuni 20% (3,64V - 3,50V); ja punane, kui see on alla 20% (3,50 V). See kasutab op-võimendit, et luua kaks schmitti päästikut, et vältida valgusdioodide lävepilgutamist.

Tahtsin olla väga kompaktne, seega soovitan kasutada oma paigutust. Või veelgi parem, laadige üles minu gerber -fail ja tellige minu kohandatud trükkplaat veebisaidilt nagu JLCPCB.com. Nii peate lihtsalt komponendid jootma ilma PCB ühendustega tegelemata. Praegu on neil kampaania, kus saate osta 2 USD eest 10 väikest PCB -d ja esimese tellimuse tasuta kohaletoimetamine.

Kujundan trükkplaate easyEDA -le, seega saate projekti laadida ja isegi paigutust soovitud viisil muuta.

Kahevärviline LED-ühine katood:

Kahevärviline LED-ühine anood:

4. samm: kokkupanek

Esmalt jootke 3 kondensaatorit võimendusmuunduri väljundisse. Need kondensaatorid aitavad vähendada võimendusmuunduri või väljundi koormuste tekitatud pulsatsiooni ja müra. Soovitan tungivalt neid installida. Kui teil pole neid täpseid väärtusi, pange selle asemel sarnased väärtused.

Pärast põhiahela katsetamist lõigake 2x8 cm läbimõõduga laud, et teha ruumi mõne leivaplaadi küljes olevatele naastudele. Kui te seda ei tee, ei ühilduks akupank teatud tüüpi leivaplaatidega, vähemalt mitte ilma toitepiiret tagurpidi ühendamata. Kõigil leivaplaatidel ei ole naastud samal küljel ja mõnel on isegi 4 naastut traditsioonilise 3 asemel. Kui otsustate akupanga kujundada nii, et see oleks ühendatud leivaplaatide otstega, peate võib -olla jätma ruumi naastud, mis mõnel leivaplaadil on ka nende otstes.

Asetage 2x3 isast tihvti leivaplaadile, et neid juhendina õigesse asendisse joota.

Lisage väljundile Schottky diood (1A 40V või rohkem). See diood kaitseb kõiki toitekaabli külge ühendatud komponente mähiste nagu releed, mootorid, induktiivpoolid, solenoidid jne põhjustatud kõrgepinge naastude eest. Veenduge, et dioodi negatiivne pool (valge joon) läheb väljundi positiivsele poolele.

Korpuse/kaane jaoks kasutasin musta pappi. Pole parim valik, kuna see on tuleohtlik, kuid võite kasutada kõike, mida soovite.

5. samm: järeldus

Mõned olulised näpunäited:

• Ärge kasutage laadimise ajal toitepanka. Laadimisprotsess keelab mõned kaitsefunktsioonid, mis võivad akut kahjustada, ja laadimine võib põhjustada ülelaadimise. Samuti võib ülevoolukaitse väljalülitamine kahjustada isegi leivaplaati.
• Ülevoolukaitse reageerib tõesti kiiresti, nii et see katkestab voolu, kui tuvastab lühise. Selle lähtestamiseks lülitage toide umbes 3 sekundiks välja.

Asjakohased andmed:

Need on mõnede minu testide tulemused. See võib teie omast erineda, kuid saate seda kasutada viitena ootustele:

• Laadimisaeg tühjast täis (560 mA): 4:30 tundi.
• 50mA koormusega kestis täis aku 23 tundi ja 17 minutit.
• 500mA koormusega kestis täis aku 2 tundi ja 21 minutit. See on väljundis umbes 1630mAh.
• Ma täheldasin maksimaalset konstantset pinge langust väljundis 0,03 V, kui see oli ühendatud 500 mA koormusega, seega annab see üldiselt väga stabiilse 5 V väljundi. Olen näinud teisi väiksemaid võimendusmuundureid, kus nad vähendavad pinget 0,7 V võrra 5 V (4,3 V) alla, mis on minu arvates vastuvõetamatu.
• Akuindikaatori pinge on umbes 50% = 3,64 V, 20% = 3,50 V. Tagasiside muudab väärtuseks +/- 0.7V. Võite proovida erinevaid takisti väärtusi, et muuta pingeid, kus LED -id SISSE/VÄLJA lülituvad, kuid minu soovitatud väärtused põhinevad minu testidel ja arvutustel ning need peaksid kehtima enamiku 18650 aku puhul.

Mahu kahekordistamiseks on võimalik kasutada kahte akut paralleelselt. Ma ehitasin ka selle versiooni, kuid ilmselgelt on see suurem ja raskem, nii et see pole minu esimene valik. Teie otsustate, millise versiooni ehitada.

See on kõik. Kui teil on küsimus, andke mulle sellest teada.

Edu.