DIY Breadboard tápegység: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Mindig is hordozható tápegységet szerettem volna, amelyet kifejezetten kenyérpántokhoz készítettek. Mivel nem találom eladónak, muszáj volt sajátot készítenem. Hívlak benneteket is erre.

PCB a JLCPCB támogatásával. 2 USD a NYÁK -okért és ingyenes szállítás első megrendelés esetén:

Jellemzők:

• Kimenetek 5V 1A.
• Dugaszolható bármely szabványos 400 vagy 830 pontos kenyérsütő táblán.
• Töltő túltöltéssel, túltöltéssel és túláramvédelemmel.
• Akkumulátor jelzőfény kétszínű LED-del (zöld 50-100%, sárga 20-50%, piros 0-20%).
• Alacsony hullámzás/zaj kimenet, elnyomó diódával.

1. lépés: Anyagok

Főbb anyagok:

• 18650 lítium-ion akkumulátor. Az enyémet egy törött laptopból vettem. Az egyiket ehhez a projekthez használtam, hogy mindent a lehető legkisebb/könnyű legyen, de két elemet használhat párhuzamosan a kapacitás növeléséhez. Ha két akkumulátort használ, győződjön meg arról, hogy 100% -ban megegyeznek -e a márkával, a modellel, a korral/a kopással és a kapacitással, és hogy a töltésük a csatlakoztatás pillanatában hasonló. Vásároljon itt:
• TP4056 töltő modul akkumulátor védelemmel. Van egy akkumulátorvédelem nélküli verzió, amelyet nem érdemes megvenni. Feltétlenül vegye meg azt, amelyik 6 csatlakozással rendelkezik, ugyanúgy, mint a képen. Vásároljon itt:
• MT3608 erősítő átalakító modul. Potenciométerrel rendelkezik a feszültség kiválasztásához. Ebben az esetben az 5V -ot választom. Vásároljon itt:
• Önzáró gomb, 3A/125V, 12mm furatátmérővel. Vásároljon itt:
• 470µF 25V elektrolit kondenzátor. Ez csökkenti a feszültségcsökkenést, ha jelentős terhelést vezetünk be. Vásároljon itt:
• 100nF kerámia kondenzátor. Csökkenti a nagyfrekvenciás hullámzást/zajt. Vásároljon itt:
• 1nF kerámia kondenzátor. Csökkenti a nagyon magas frekvenciájú hullámzást/zajt. Vásároljon itt:
• Schottky dióda 1A 40V. Ennek célja, hogy megvédje a kenyeretáblára csatlakoztatott alkatrészeket az áramkörben lévő tekercs okozta nagyfeszültségű tüskétől. Vásároljon itt:
• 2x8 cm -es perforált lemez. Vásároljon itt:
• X2 kétsoros 2x3 2,54 mm -es tüskés fejfej. Néhány olcsó arduino nanó jön ezekkel, és általában nem forrasztom őket, ezért vettem őket erre a projektre. 90 fokos szögben vásárolhatja meg őket, ami jobb megoldás lehet a telepítés megkönnyítésére. Vásároljon itt:

• Epoxi:

Megjegyzés: Amazon -munkatársként minősített vásárlásokból keresek.

Anyagok az akkumulátor jelzőhöz (opcionális):

• 3 mm-es kétszínű LED (piros-zöld). Diagramokat és NYÁK -gerber fájlokat tettem fel a közös anód és a közös katód LED -ekhez, hogy bármelyik működjön. Csak győződjön meg arról, hogy elegendő diffúzióval rendelkezik, hogy a két LED egyidejű elforgatása egyenletes sárga színt eredményez. Sok rossz minőségű kétszínű LED van, ahol mindkét szín nem keveredik jól. Vásároljon itt:
• NE5532P op-erősítő. Vásároljon itt:
• S8050 NPN tranzisztor. Gyakorlatilag minden NPN tranzisztor működne. Vásároljon itt:

• Ellenállások (1/4W vagy 1/8W):

  • R1: 6.2K a feszültségosztó negatív oldala számára az op-amp 2IN+ számára, amely a piros LED bekapcsolásakor szabályozza. Vásároljon itt:
  • R2: 2.2K a feszültségosztó pozitív oldala számára az op-amp 2IN+ számára, amely szabályozza, amikor a piros LED bekapcsol. Vásároljon ellenállókészletet, amely tartalmazza ezt és a legtöbb más értéket:
  • R3: 51K, hogy a visszacsatolás megváltoztassa a referenciafeszültséget, amikor a piros LED bekapcsol, hogy szilárd átmenet legyen.
  • R4: 2K piros LED esetén. Ez az érték a LED -től függően eltérő lehet.
  • R5: 6,8K a feszültségosztó negatív oldala számára az 1-es erősítőhöz, amely szabályozza, amikor a zöld LED kialszik.
  • R6: 2,7K a feszültségosztó pozitív oldalához az 1-es erősítőhöz, amely a zöld LED kikapcsolásakor szabályozza. Vásároljon itt:
  • R7: 100K, hogy a visszacsatolás megváltoztassa a referenciafeszültséget, amikor a zöld LED kialszik, hogy átmenet legyen.
  • R8: 100 zöld LED esetén. Ez az érték a LED -től függően eltérő lehet.
  • R9: 5.1K a tranzisztor bemenethez. Az NPN tranzisztor inverterként működik a kimeneten, így a visszacsatolás helyes polaritású.
  • R10: 2K lehúzás a tranzisztor bemenethez.

Megjegyzés: A feszültségosztók összes ellenállási értéke és a visszacsatolás nagyon fontos a kívánt eredmény eléréséhez. Ha módosít egy ellenállás értéket, akkor lehet, hogy más ellenállásokat kell cserélnie a kompenzáció érdekében. Vagy ha szándékosan meg akarja változtatni azt a feszültséget, ahol a LED -ek ki/be kapcsolnak, akkor megteheti az ellenállások értékeinek megváltoztatásával.

Választható anyagok:

• 3 mm-es kétszínű LED (piros-zöld) közös anód a töltőjelzőhöz. A töltőmodul két beépített LED-del rendelkezik: az egyik piros jelzi a töltést; és egy kék jelzi a töltési folyamat befejezését. Ez a kétszínű LED helyettesítheti ezeket a LED-eket, ha szeretné. Vásároljon itt:
• 2.2K ellenállás a töltőmodul R3 cseréjére, hogy a maximális töltési áramot 500 mA körüli értékre állítsa az alapértelmezett 1A helyett. Felületre szerelhető ellenállás, de mivel csak átmenő ellenállásokat vásárolok, ezt használtam.

2. lépés: Előkészítés

Mielőtt forrasztana valamit, ellenőrizze az összes alkatrészt, különösen a modulokat.

A boost konverter potenciométerrel rendelkezik a kimeneti feszültség kiválasztásához. Ügyeljen arra, hogy hagyja 5 V -on, mielőtt más alkatrészekhez forraszt, mert nem akarja, hogy magas feszültségre legyen állítva, amikor először csatlakoztatja a készüléket minden csatlakoztatva. Fújhatja fel az elektrolit kondenzátort, vagy égetheti az akkumulátor-jelző op-erősítőjét. A boost konverter beállításához csatlakoztassa azt az akkumulátorhoz és egy multiméterhez. Forgassa az óramutató járásával megegyező irányba a feszültség csökkentéséhez; fordítsa az óramutató járásával ellentétes irányba a feszültség növeléséhez.

Ha bizonyos módosításokat tervez a töltőmodulon, akkor most végezze el, mielőtt más alkatrészekhez csatlakoztatja. Három módosítást végeztem. Először lecserélem az R3 ellenállást 2,2K -ra, hogy a maximális töltési áramot 500 mA körüli értékre állítsam az alapértelmezett 1A helyett. Ennek oka az, hogy az IC nagyon felmelegszik töltés közben. Csökkenteni akartam a hőmérsékletet, csökkentve a töltési áramot. Természetesen hosszabb ideig tart az akkumulátor feltöltése, de véleményem szerint elég gyors.

A második módosítás az volt, hogy a két LED-jelzőt egy kétszínű (piros-zöld) közös anódra cserélték. Ezt azért tettem, hogy jobban nézzek ki és illeszkedjenek a dizájnomhoz, de ezt nem kell megtenned.

És az utolsó dolog, amit a töltőmodullal csináltam, hogy megerősítettem a forrasztást a mikro USB csatlakozó oldalán. Ez a csatlakozó érzékeny a fékezésre, ezért azt javaslom, hogy több forrasztást tegyen a csatlakozó fém héja és a NYÁK közé. Viszont nem keverednék a hátul lévő elektromos csatlakozásokkal. Ügyeljen arra, hogy ne tegyen túl sok forrasztót, mert az a csatlakozó belsejébe kerülhet.

Láttam tápegységeket kenyérsütő táblákhoz (elemek nélkül), amelyek a kenyérsütőlap végére vannak dugva, és ezt a formatervezést elvégezheti, ha ezt akarja, de általában arduino nanókat teszek a kenyérlapok mindkét végére, és nem akartam bármi akadályozza az USB csatlakozójukat.

3. lépés: Akkumulátor kijelző (opcionális)

Egy nagyon egyszerű akkumulátor-indikátort tervezek kétszínű LED-del (piros-zöld), amely zölden világít, ha az akkumulátor 50% -os (3,64 V) vagy annál magasabb; sárgul, ha 50% és 20% között van (3,64V - 3,50V); és piros, ha 20% alatt van (3,50 V). Egy op-erősítő segítségével két schmitt trigger-t hoz létre, hogy megakadályozza a LED-ek villogását a küszöbön.

Nagyon kompakt akartam lenni, ezért javaslom az elrendezés használatát. Vagy még jobb: töltse fel a gerber fájlomat, és rendelje meg az egyéni PCB -m egy olyan webhelyről, mint a JLCPCB.com. Így csak forrasztania kell az alkatrészeket anélkül, hogy foglalkozna a NYÁK csatlakozóival. Jelenleg van egy promóciójuk, ahol 10 kis PCB -t vásárolhat 2 USD -ért és ingyenes szállítást az első rendeléshez.

Az easyEDA -n tervezem a NYÁK -okat, ezért betöltheti a projektet, és akár a kívánt módon is megváltoztathatja az elrendezést.

Kétszínű LED közös katód:

Kétszínű LED közös anód:

4. lépés: Összeszerelés

Először forrasztja a 3 kondenzátort a boost konverter kimenetére. Ezek a kondenzátorok segítenek csökkenteni az erősítő átalakító vagy a kimeneti terhelés okozta hullámzást és zajt. Erősen javaslom azok telepítését. Ha nem rendelkezik ezekkel a pontos értékekkel, akkor adjon meg hasonló értékeket.

A főáramkör tesztelése után vágja le a 2x8 cm -es perforált deszkát, hogy legyen hely a néhány kenyérsütőlap oldalán lévő csapok számára. Ha ezt nem teszi meg, akkor az akkumulátortelep nem kompatibilis bizonyos típusú kenyérsütő deszkákkal, legalábbis nem anélkül, hogy a tápegységeket visszafelé csatlakoztatná. Nem minden kenyérsütőlapon találhatóak a csapok ugyanazon az oldalon, és némelyiküknél a hagyományos 3 helyett 4 csap is van. a csapok, amelyek egyes kenyértáblákon is vannak.

Helyezze a 2x3 hüvelyű csapokat egy kenyérsütő deszkára, hogy útmutatóként forraszthassa őket a perfboardhoz a megfelelő helyzetben.

Adja hozzá a Schottky diódát (1A 40V vagy több) a kimenethez. Ez a dióda megvédi a tápegységre csatlakoztatott alkatrészeket a tekercsek, például relék, motorok, induktivitások, mágnesszelepek stb. Okozta nagyfeszültségű tüskéktől. Győződjön meg arról, hogy a dióda negatív oldala (fehér vonal) a kimenet pozitív oldalához megy.

A tokhoz/borítóhoz fekete kartont használtam. Nem a legjobb választás, mert gyúlékony, de bármit használhat.

5. lépés: Következtetés

Néhány fontos tipp:

• Töltés közben ne használja a power bankot. A töltési folyamat letilt néhány védelmi funkciót, amelyek károsíthatják az akkumulátort, és a terhelés túltöltést okozhat. Ezenkívül a túláramvédelem kikapcsolása akár magát a kenyérlapot is károsíthatja.
• A túláramvédelem nagyon gyorsan reagál, így rövidzárlat észlelésekor leállítja az áramot. Ennek visszaállításához kapcsolja ki a készüléket körülbelül 3 másodpercre.

Releváns adatok:

Ez néhány tesztem eredménye. Lehet, hogy eltér a tiédtől, de használhatod referenciaként arra, hogy mire számíthatsz:

• Töltési idő üresről tele (560 mA): 4:30 óra.
• 50mA terheléssel a teljes akkumulátor 23 órát és 17 percig tartott.
• 500mA terhelés mellett a teljes akkumulátor 2 óra 21 percig tartott. Ez körülbelül 1630 mAh a kimeneten.
• Megfigyeltem a maximális állandó feszültségcsökkenést a 0,03 V kimeneten, amikor 500 mA -es terhelésre van csatlakoztatva, így összességében nagyon stabil 5 V -ot ad ki. Láttam más kisebb erősítő konvertereket is, ahol 0,7 V -kal csökkentik a feszültséget 5 V (4,3 V) alá, amit elfogadhatatlannak tartok.
• Az akkumulátorjelző feszültsége 50% = 3,64V, 20% = 3,50V körül van. A visszacsatolás +/- 0.7V értékre változtatja az értéket. Kipróbálhat különböző ellenállásértékeket, hogy megváltoztassa azokat a feszültségeket, ahol a LED -ek ki/be kapcsolnak, de az ajánlott értékeim a teszteken és számításokon alapulnak, és a legtöbb 18650 elemre vonatkoznak.

Lehetőség van két elem párhuzamos használatára, hogy megduplázza a kapacitást. Én is ezt a verziót építettem, de nyilvánvalóan nagyobb és nehezebb, így nem ez az első választásom. Ön dönti el, melyik verziót építi.

Ez az. Ha kérdése van, jelezze.

Sok szerencsét.