წვრილმანი Breadboard კვების წყარო: 5 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

მე ყოველთვის მინდოდა პორტატული ელექტრომომარაგება, განსაკუთრებით გამზადებული პურის დაფებისთვის. რადგანაც ვერ ვპოულობ გასაყიდად, მე თვითონ უნდა გამეკეთებინა. გეპატიჟებით თქვენც იგივეს.

PCB დაფინანსებულია JLCPCB– ის მიერ. $ 2 PCB– ებისთვის და უფასო მიწოდება პირველი შეკვეთით:

Მახასიათებლები:

• გამომავალი 5V 1A.
• აერთებს ნებისმიერ სტანდარტულ 400 ან 830 პუნქტიანი პურის დაფას.
• დამტენი ზედმეტი დატენვით, ზედმეტი დამუხტვით და ზედმეტი დენის დაცვით.
• ბატარეის მაჩვენებელი ორფერიანი LED- ით (მწვანე 50-100%, ყვითელი 20-50%, წითელი 0-20%).
• დაბალი ტალღის/ხმაურის გამომუშავება ჩახშობის დიოდთან ერთად.

ნაბიჯი 1: მასალები

ძირითადი მასალები:

• 18650 ლითიუმ-იონური ბატარეა. მე ჩემი ავიღე გატეხილი ლეპტოპიდან. მე გამოვიყენე ერთი ამ პროექტისთვის, რომ ყველაფერი მაქსიმალურად კომპაქტური/მსუბუქი ყოფილიყო, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ორი ბატარეა პარალელურად, რათა გაზარდოთ ტევადობა. თუ იყენებთ ორ ბატარეას, დარწმუნდით, რომ ისინი 100% –ით ერთი და იგივე ბრენდია, მოდელი, ასაკი/აცვიათ და ტევადობა და აქვთ იგივე ანაზღაურება მათი დაკავშირების მომენტში. შეიძინეთ აქ:
• TP4056 დამტენი მოდული ბატარეის დაცვით. არსებობს ვერსია ბატარეის დაცვის გარეშე, რომელიც არ უნდა შეიძინოთ. დარწმუნდით, რომ იყიდეთ ის, რომელსაც აქვს 6 კავშირი, ისევე როგორც სურათზე. შეიძინეთ აქ:
• MT3608 გამაძლიერებელი კონვერტორი მოდული. მას აქვს პოტენციომეტრი ძაბვის შესარჩევად. ამ შემთხვევაში მე ვირჩევ 5 ვ. შეიძინეთ აქ:
• თვითმმართველობის ჩაკეტვის ღილაკი 3A/125V- ზე, ხვრელის დიამეტრი 12 მმ. შეიძინეთ აქ:
• 470μF 25V ელექტროლიტური კონდენსატორი. ეს ამცირებს ძაბვის ვარდნას, როდესაც ჩვენ შემოვიღებთ მნიშვნელოვან დატვირთვას. შეიძინეთ აქ:
• 100nF კერამიკული კონდენსატორი. ამცირებს მაღალი სიხშირის ტალღას/ხმაურს. შეიძინეთ აქ:
• 1nF კერამიკული კონდენსატორი. ამცირებს ძალიან მაღალი სიხშირის ტალღას/ხმაურს. შეიძინეთ აქ:
• შოტკის დიოდი 1A 40V. ეს არის დაფაზე დაფარული კომპონენტების დასაცავად მაღალი ძაბვის ნაკაწრებისგან, რომლებიც გამოწვეულია წრეზე ნებისმიერი ხვეულით. შეიძინეთ აქ:
• 2x8 სმ პერფორი. შეიძინეთ აქ:
• X2 ორმაგი მწკრივი 2x3 2.54 მმ პინიანი მამრობითი სათაურები. რამოდენიმე იაფი არდუინოს ნანო მოყვება მათ და მე, როგორც წესი, არ ვკერავ მათ, ამიტომ ავიღე ისინი ამ პროექტისთვის. თქვენ შეგიძლიათ შეიძინოთ ისინი 90 გრადუსიანი კუთხით, რაც შეიძლება იყოს უკეთესი ვარიანტი ინსტალაციის გასაადვილებლად. შეიძინეთ აქ:

• ეპოქსია:

შენიშვნა: როგორც ამაზონის ასოცირებული მე ვიღებ შესარჩევი შესყიდვებიდან.

მასალები ბატარეის ინდიკატორისთვის (სურვილისამებრ):

• 3 მმ ორფერიანი LED (წითელი-მწვანე). მე დავამატე დიაგრამები და PCB გერბერის ფაილები საერთო ანოდისა და საერთო კათოდური LED- ებისთვის, ასე რომ, ან იმუშავებდა. უბრალოდ დარწმუნდით, რომ მას აქვს საკმარისი დიფუზია, რომ ორივე LED- ების ერთდროულად გადაბრუნებისას გამოიწვევს ერთგვაროვან ყვითელ ფერს. ბევრი ცუდი ხარისხის ორფერიანი LED- ია, სადაც ორივე ფერი კარგად არ ერწყმის ერთმანეთს. შეიძინეთ აქ:
• NE5532P op-amp. შეიძინეთ აქ:
• S8050 NPN ტრანზისტორი. პრაქტიკულად ნებისმიერი NPN ტრანზისტორი იმუშავებდა. შეიძინეთ აქ:

• რეზისტორები (1/4W ან 1/8W 1%):

  • R1: 6.2K ძაბვის გამყოფის უარყოფითი მხარისთვის op-amp 2IN+, რომელიც აკონტროლებს როდის ჩართავს წითელი LED. შეიძინეთ აქ:
  • R2: 2.2K ძაბვის გამყოფი პოზიტიური მხარისთვის op-amp 2IN+, რომელიც აკონტროლებს როდის ჩართავს წითელი LED. შეიძინეთ რეზისტორის ნაკრები, რომელიც შეიცავს ამ მნიშვნელობას და სხვას:
  • R3: 51K უკუკავშირისათვის საცნობარო ძაბვის შესაცვლელად, როდესაც წითელი LED ჩართულია მყარი გადასვლისთვის.
  • R4: 2K წითელი LED- ისთვის. ეს მნიშვნელობა შეიძლება განსხვავებული იყოს თქვენი LED- ის მიხედვით.
  • R5: 6.8K ძაბვის გამყოფის უარყოფითი მხარისთვის op-amp 1IN- რომელიც აკონტროლებს როდესაც მწვანე LED გამორთულია.
  • R6: 2.7K ძაბვის გამყოფი პოზიტიური მხარისთვის op-amp 1IN- რომელიც აკონტროლებს როდესაც მწვანე LED გამორთულია. შეიძინეთ აქ:
  • R7: 100K უკუკავშირისთვის საცნობარო ძაბვის შესაცვლელად, როდესაც მწვანე LED გამორთულია მყარი გადასვლისთვის.
  • R8: 100 მწვანე LED- ისთვის. ეს მნიშვნელობა შეიძლება განსხვავებული იყოს თქვენი LED- ის მიხედვით.
  • R9: 5.1K ტრანზისტორი შეყვანისთვის. NPN ტრანზისტორი მუშაობს როგორც ინვერტორული გამომავალი, ასე რომ უკუკავშირს აქვს სწორი პოლარობა.
  • R10: 2K ჩამოსაშლელი ტრანზისტორი შეყვანისთვის.

შენიშვნა: ძაბვის გამყოფების და უკუკავშირის ყველა რეზისტორის მნიშვნელობა ძალიან მნიშვნელოვანია სასურველი შედეგის მისაღწევად. თუ თქვენ შეცვლით ერთი რეზისტორის მნიშვნელობას, შეიძლება დაგჭირდეთ სხვა რეზისტორების შეცვლა კომპენსაციისთვის. ან თუ თქვენ შეგნებულად გსურთ ძაბვის შეცვლა იქ, სადაც LED- ები ჩართულია/გამორთულია, ამის გაკეთება შეგიძლიათ ამ რეზისტორების მნიშვნელობების შეცვლით.

არჩევითი მასალები:

• 3 მმ ორფერიანი LED (წითელი-მწვანე) საერთო ანოდი დამტენის ინდიკატორისთვის. დამტენის მოდულს აქვს ორი ჩაშენებული LED: ერთი წითელი მიუთითებს მის დატენვას; და ლურჯი, რომელიც მიუთითებს დატენვის პროცესის დასრულებაზე. ამ ორ ფერის LED- ს შეუძლია შეცვალოს ეს LED- ები, თუ გსურთ. შეიძინეთ აქ:
• 2.2K რეზისტორი შეცვალოს R3 დამტენის მოდულზე, რათა დატენვის მაქსიმალური დენი იყოს დაახლოებით 500mA, სტანდარტულად 1A ნაცვლად. არის ზედაპირზე დამონტაჟებული რეზისტორი, მაგრამ რადგან მე ვყიდულობ მხოლოდ ხვრელ რეზისტორებს, მე ეს გამოვიყენე.

ნაბიჯი 2: მომზადება

სანამ რაიმე შედუღებამდე შეამოწმეთ ყველა კომპონენტი, განსაკუთრებით მოდულები.

გამაძლიერებელ კონვერტორს აქვს პოტენომეტრი, რომ შეარჩიოს გამომავალი ძაბვა. დარწმუნდით, რომ დატოვებთ მას 5 ვ -ზე სხვა კომპონენტებზე შედუღებამდე, რადგან არ გსურთ ის იყოს მაღალი ძაბვის დროს, როდესაც პირველად ჩართავთ ყველაფერს დაკავშირებული. თქვენ შეგიძლიათ აფეთქოთ ელექტროლიტური კონდენსატორი ან დაწვათ op-amp ბატარეის ინდიკატორზე. გამაძლიერებელი კონვერტორის შესაცვლელად თქვენ უნდა დაუკავშიროთ იგი ბატარეას და მულტიმეტრს. გადაუხვიეთ საათის ისრის მიმართულებით ძაბვის შესამცირებლად; ჩართეთ საათის საწინააღმდეგო ძაბვის გასაზრდელად.

თუ თქვენ აპირებთ დამტენის მოდულის გარკვეულ ცვლილებებს, გააკეთეთ ეს სხვა კომპონენტებთან დაკავშირებამდე. სამი მოდიფიკაცია მაქვს. პირველ რიგში, მე ვცვლი R3 რეზისტორს 2.2K– ით, რომ დავაყენო მაქსიმალური დატენვის დენი დაახლოებით 500mA, ნაცვლად 1A– ისა, რომელიც ნაგულისხმევია. მიზეზი ის არის, რომ IC ძალიან ცხელდება დატენვისას. მინდოდა ტემპერატურის შემცირება დატენვის დენის შემცირებით. რა თქმა უნდა, ბატარეის დატენვას მეტი დრო სჭირდება, მაგრამ ჩემი აზრით, საკმაოდ სწრაფია.

მეორე მოდიფიკაცია იყო ორი LED ინდიკატორის შეცვლა ერთი ორფერიანი LED (წითელი-მწვანე) საერთო ანოდით. მე ეს გავაკეთე იმისთვის, რომ უკეთესად გამოიყურებოდეს და მოერგოს ჩემს დიზაინს, მაგრამ თქვენ არ გჭირდებათ ამის გაკეთება.

და ბოლო რაც გავაკეთე დამტენის მოდულში არის მიკრო USB კონექტორის გვერდებზე შედუღების გაძლიერება. ეს კონექტორი მგრძნობიარეა დამუხრუჭების მიმართ, ამიტომ გირჩევთ დაამატოთ მეტი შედუღება კონექტორის ლითონის გარსსა და PCB- ს შორის. მე არ არევა ფაქტობრივი ელექტრო კავშირები უკანა მხარეს, თუმცა. ფრთხილად იყავით, რომ არ დაამატოთ ზედმეტი შედუღება, რადგან ის შეიძლება შევიდეს კონექტორის შიგნით, რამაც შეიძლება გაანადგუროს იგი.

მე ვნახე დენის გადამყვანები პურის დაფებისთვის (ბატარეების გარეშე), რომლებიც იკეტება პურის დაფის ბოლოში და თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ ეს დიზაინი, თუ ეს გინდათ, მაგრამ მე ჩვეულებრივ არდუინოს ნანოებს ვდებ პურის დაფების ორივე ბოლოზე და არ მინდა ყველაფერი, რაც ბლოკავს მათ USB კონექტორს.

ნაბიჯი 3: ბატარეის მაჩვენებელი (სურვილისამებრ)

მე ვამუშავებ ბატარეის ძალიან ძირითად მაჩვენებელს, ორფერიანი LED- ით (წითელი-მწვანე), რომელიც მწვანე ანათებს, როდესაც ბატარეა 50% -ზეა (3.64V) ან ზემოთ; ყვითლდება 50% -დან 20% -მდე (3.64V - 3.50V) შორის; და წითელი როდესაც 20% -ზე ნაკლებია (3.50V). ის იყენებს op-amp- ს, რათა შექმნას ორი შმიტის გამომწვევი, რათა თავიდან აიცილოს LED- ები ზღურბლზე მოციმციმე.

მინდოდა ძალიან კომპაქტური ყოფილიყო, ამიტომ გირჩევთ გამოიყენოთ ჩემი განლაგება. ან კიდევ უკეთესი, ატვირთეთ ჩემი გერბერის ფაილი და შეუკვეთეთ ჩემი პერსონალური PCB ისეთი ვებგვერდიდან, როგორიცაა JLCPCB.com. ამ გზით თქვენ უბრალოდ უნდა შეაერთოთ კომპონენტები PCB– ს კავშირებთან ურთიერთობის გარეშე. ახლა მათ აქვთ აქცია, სადაც შეგიძლიათ შეიძინოთ 10 პატარა PCB 2 აშშ დოლარად და უფასო მიწოდება პირველი შეკვეთისთვის.

მე ვამზადებ PCB– ებს easyEDA– ზე, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ ჩატვირთოთ პროექტი და შეცვალოთ განლაგება ისე, როგორც გსურთ.

ორფერიანი LED საერთო კათოდი:

ორფერიანი LED საერთო ანოდი:

ნაბიჯი 4: შეკრება

პირველი შეაერთეთ 3 კონდენსატორი გამაძლიერებელი გადამყვანის გამომუშავებაზე. ეს კონდენსატორები ხელს უწყობენ ნებისმიერი ტალღის და ხმაურის შემცირებას გამაძლიერებელი გადამყვანის ან გამომავალი დატვირთვის შედეგად. მე მკაცრად გირჩევთ მათ ინსტალაციას. თუ თქვენ არ გაქვთ ეს ზუსტი მნიშვნელობები, განათავსეთ მსგავსი მნიშვნელობები.

მთავარი სქემის შემოწმების შემდეგ, გაჭერით 2x8 სმ სიგრძის პერფორი, რათა ადგილი დაიკავოს საყრდენებისთვის, რომლებიც ზოგიერთ პურის დაფას აქვს გვერდით. თუ ამას არ გააკეთებთ, თქვენი ბატარეის ბანკი არ იქნება თავსებადი ზოგიერთი სახის დაფაზე, ყოველ შემთხვევაში დენის რელსების უკანა კავშირის გარეშე. ყველა პურის დაფას არ აქვს საკინძები ერთსა და იმავეზე, ზოგს კი აქვს 4 საყრდენი ტრადიციული 3. ნაცვლად. თუ თქვენ აირჩევთ ბატარეის ბანკის დიზაინს, რომელიც დაფარულია დაფების ბოლოებზე, შეიძლება მაინც დაგჭირდეთ ადგილის გაკეთება საკინძები, რომლებიც ზოგიერთ პურის დაფას აქვს ამ ბოლოებზეც.

მოათავსეთ 2x3 მამრის ქინძისთავები პურის დაფაზე, რომ გამოიყენოთ როგორც სახელმძღვანელო, რათა შეაერთოთ ისინი პერფორტზე სწორ მდგომარეობაში.

დაამატეთ შოთკის დიოდი (1A 40V ან მეტი) გამომავალზე. ეს დიოდი იცავს ნებისმიერ კომპონენტს, რომელიც დაკავშირებულია დენის სარკინიგზო მაგისტრალთან მაღალი ძაბვის ვარდნისგან, რისი მიზეზიც არის რელეები, ძრავები, ინდუქტორები, სოლენოიდები და ა.შ.

ქეისისთვის/ყდისთვის გამოვიყენე შავი მუყაო. არ არის საუკეთესო არჩევანი, რადგან აალებადია, მაგრამ შეგიძლიათ გამოიყენოთ რაც გსურთ.

ნაბიჯი 5: დასკვნა

რამდენიმე მნიშვნელოვანი რჩევა:

• არ გამოიყენოთ დენის ბანკი დატენვისას. დატენვის პროცესი გამორთავს დაცვის რამდენიმე მახასიათებელს, რამაც შეიძლება დააზიანოს ბატარეა, ხოლო დატვირთვამ შეიძლება გამოიწვიოს გადაჭარბებული მდგომარეობა. ასევე, ზედმეტი დაცვის გამორთვა შეიძლება დააზიანოს თვით პურის დაფაც კი.
• ზედმეტი დენის დაცვა რეაგირებს ძალიან სწრაფად, ამიტომ წყვეტს ენერგიას, როდესაც აღმოაჩენს მოკლე ჩართვას. ამის გადასაყენებლად, გამორთეთ დენი დაახლოებით 3 წამის განმავლობაში.

შესაბამისი მონაცემები:

ეს არის ჩემი ზოგიერთი ტესტის შედეგები. ის შეიძლება განსხვავდებოდეს შენგან, მაგრამ შეგიძლია გამოიყენო ის, როგორც მითითება იმისა, თუ რას უნდა ელოდო:

• დატენვის დრო ცარიელიდან სრულამდე (560mA- ზე): 4:30 საათი.
• 50 mA დატვირთვით, სრული ბატარეა გაგრძელდა 23 საათი და 17 წუთი.
• 500mA დატვირთვით, სრული ბატარეა გაგრძელდა 2 საათი და 21 წუთი. ეს არის დაახლოებით 1630 mAh გამომავალი.
• მე დავინახე მაქსიმალური მუდმივი ძაბვის ვარდნა 0.03V გამომავალზე, როდესაც დაკავშირებულია 500mA დატვირთვასთან, ამიტომ საერთო ჯამში ის გამოაქვს ძალიან სტაბილური 5V. მე ვნახე სხვა უფრო მცირე გამაძლიერებელი კონვერტორები, სადაც ისინი ძაბვას უშვებენ 0.7 ვ -ით 5 ვ -ის ქვეშ (4.3 ვ) რაც მე მიუღებლად მიმაჩნია.
• ბატარეის ინდიკატორის ძაბვები დადგენილია დაახლოებით 50% = 3.64V, 20% = 3.50V. კავშირი ცვლის მნიშვნელობას +/- 0.7V. თქვენ შეგიძლიათ სცადოთ სხვადასხვა რეზისტენტული მნიშვნელობები ძაბვის შესაცვლელად, სადაც LED- ები ჩართულია/გამორთულია, მაგრამ ჩემი რეკომენდებული მნიშვნელობები ემყარება ჩემს ტესტებსა და გამოთვლებს და ისინი უნდა იქნას გამოყენებული 18650 ბატარეაზე.

შესაძლებელია ორი ბატარეის პარალელურად გამოყენება, რომ გაორმაგდეს სიმძლავრე. მე ასევე ავაშენე ეს ვერსია, მაგრამ აშკარად ის უფრო დიდი და მძიმეა, ასე რომ არ არის ჩემი პირველი არჩევანი. თქვენ გადაწყვეტთ რომელი ვერსია ააშენოთ.

Ის არის. თუ თქვენ გაქვთ შეკითხვა, შემატყობინეთ.

Წარმატებები.