Font d'alimentació ajustable: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest instructiu tracta sobre com fer una font d'alimentació amb sortida ajustable i es pot alimentar amb diversos subministraments. Tot el que necessiteu és coneixement en electrònica.

Si teniu alguna pregunta o problema, podeu posar-vos en contacte amb mi al meu correu electrònic: [email protected]. Comencem

Components subministrats per DFRobot

Pas 1: materials

Gairebé tots els materials necessaris per a aquest projecte es poden comprar a la botiga en línia: DFRobot Per a aquest projecte necessitarem:

-Panell solar 9V

-Gestor d'energia solar

-Convertidor d’impulsió DC-DC

-Carregador solar Lipo

-Tensor de tensió LED

-fils

- caixa de connexions elèctrica segellada de plàstic muntada a la superfície

-Bateria de ions de Li-3,7 V

-diversos connectors

-Interruptor SPST 4x

-enllaç de terminal vermell i negre de 4 mm

Pas 2: mòduls

Per a aquest projecte he utilitzat tres mòduls diferents.

Gestor d'energia solar

Aquest mòdul és molt útil perquè es pot alimentar amb diferents subministraments. Per tant, es pot utilitzar en molts projectes.

Es pot alimentar amb panell solar de 7-30V, bateria de ions de Li-3,7 o amb cable USB.

Té quatre sortides diferents. De 3,3 V a 12 V, amb sortida USB de 5 V i en una sortida podeu triar el voltatge de 9 V o 12 V.

Especificacions:

• Voltatge d’entrada solar: entrada de bateria de 7V ~ 30V
• Entrada de la bateria: bateria de polímer Li-polímer / Li-ion de 3,7 V

• Font d'alimentació regulada:

  • OUT1 = 5V 1,5A;
  • OUT2 = 3,3V 1A;
  • OUT3 = 9V / 12V 0,5A

Convertidor d’impulsió DC-DC

També és molt útil el mòdul si voleu fer ràpidament una font d'alimentació variable. La tensió es regula amb un retallador de 2Mohm.

Especificacions:

• Tensió d'entrada: 3,7-34V
• Voltatge de sortida: 3,7-34V
• Corrent d'entrada màxim: 3 Màx
• Potència: 15W

Carregador solar de lipo

Dissenyat per a la càrrega, amb protecció contra polaritat inversa d’entrada. Té 2 LEDs per indicar la càrrega.

Especificacions:

• Voltatge d'entrada: 4,4 ~ 6V
• Corrent de càrrega: 500 mA màx
• Voltatge de tall de càrrega: 4,2 V.
• Bateria necessària: bateria de liti de 3,7 V

Si voleu saber més sobre aquests mòduls, podeu visitar: DFRobot Product Wiki

Pas 3: carcassa de la font d'alimentació

Per a la carcassa he utilitzat caixa de connexions elèctrica segellada de plàstic muntada a la superfície.

Primer vaig mesurar tots els components perquè conegués totes les dimensions. Vaig mirar fixament per dibuixar a la caixa d’enllaç per veure com quedarà tot. Quan em va agradar el disseny, vaig començar a fer forats per als components.

He utilitzat 2 mesuradors de tensió LED per a la visualització de tensió. Una mostra la sortida ajustable i l’altra mostra la sortida de 9V / 12V, de manera que sàpiga quina tensió heu escollit. Aquests mesuradors de tensió LED són molt útils perquè només els heu de connectar a la font de tensió i això és tot. L'única característica dolenta és que no mostra tensions inferiors a 2,8 V.

He utilitzat un enllaç de terminal de 4 mm perquè pugueu connectar la càrrega a la font d'alimentació. Aquesta font d'alimentació té 3 sortides de tensió (9V / 12V, 5V i sortida ajustable).

També he afegit dues sortides USB perquè pugueu connectar directament el vostre Arduino o alguna altra aplicació. També es pot utilitzar per carregar el telèfon. La darrera sortida s’utilitza per carregar la bateria (Li-po, Li-ion fins a 4 V.). Per a això vaig utilitzar carregador de bateria solar.

Pas 4: subministraments

Aquesta font d'alimentació es pot subministrar amb diverses fonts d'alimentació.

1. Jack DC masculí

Es pot alimentar amb un cable jack jack. Es recomana aquest subministrament si voleu alimentar fonts que necessitin una mica més d'energia. Aquest subministrament també proporciona la major estabilitat a les sortides, cosa que significa que quan connecteu el consumidor elèctric a la sortida, el voltatge de sortida no baixa gaire.

2. Bateria de 3,7 V

Podeu utilitzar bateria de polímer de Li o de polímer de 3,7 V d’una sola cèl·lula. En el meu cas, he utilitzat bateria de ions de Li de 3,8 V del meu mòbil antic. Es pot subministrar completament només amb aquesta bateria, però té algunes limitacions en el voltatge i el corrent de sortida.

Eficiència de la font d'alimentació regulada (bateria de 3,7 V IN)

• OUT1: 86% @ 50% de càrrega
• OUT2: 92% @ 50% de càrrega
• OUT3 (9V OUT): 89% @ 50% de càrrega

Aquesta possibilitat és molt bona quan treballeu en un lloc on no tingueu electricitat.

3. Panell solar

Per a la tercera opció trio el subministrament d'energia solar. Es pot alimentar amb panell solar de 7V-30V.

En el meu cas he utilitzat un panell solar de 9V que produeix 220mA. A primera vista, semblava que seria capaç d'alimentar aquesta font d'alimentació. Però quan vaig mirar fixament provar aquest projecte amb panells solars, es va apagar molt perquè el panell solar no era capaç de proporcionar energia suficient per subministrar-ho tot. Quan està totalment il·luminat, produeix uns 10V i uns 2,2W.

Llavors vaig mirar fixament per compensar-ho amb altres subministraments. Vaig combinar bateria de 3,7 V i panell solar. Durant les proves, va demostrar que la bateria i el panell solar junts poden alimentar aquesta font d'alimentació.

Així, per subministrar-lo, necessitareu panells solars capaços de produir més energia.

Per exemple:

Eficiència de càrrega solar (18V SOLAR IN) ： 78% @ 1A

Si el subministreu amb panell solar de 18V, el seu corrent de càrrega rondarà els 780mA.

Pas 5: modificació dels mòduls

Per a aquest projecte vaig haver de modificar una mica els mòduls. Es van fer totes les modificacions per fer més fàcil l'ús d'aquesta font d'alimentació.

Primer vaig modificar el mòdul de gestor d'energia solar. Vaig retirar l’interruptor SMD original i el vaig substituir per un interruptor de doble tir monopolar de 3 pins. Això fa que el canvi entre 9V i 12V sigui més senzill i també és millor perquè podeu muntar l’interruptor a la carcassa. Aquesta modificació també es pot veure a la imatge. El mòdul del gestor de potència té l’opció d’activar les sortides ON / OFF. He connectat aquests pins als commutadors SPST perquè pugueu gestionar les sortides

La segona modificació es va fer al carregador de bateria. He eliminat els LED SMD originals i els he substituït per un LED vermell i verd normal.

Pas 6: proves

Quan ho vaig connectar tot junt, vaig haver de fer una prova si tot funciona tal com vaig planejar.

Per provar el voltatge de sortida he utilitzat el multímetre Vellemans.

Vaig mesurar la sortida de 5V. Primer quan el gestor d’alimentació només es subministrava amb bateria de 3,7 V i després quan s’alimentava amb un adaptador de 10 V. El voltatge de sortida era el mateix en ambdós casos, sobretot perquè la sortida no estava carregada.

Després vaig mesurar la sortida de 12V i 9V. Vaig comparar el valor de tensió del multímetre Velleman i el mesurador de tensió LED. La diferència entre el valor del multímetre i el valor del mesurador de tensió LED a 9V era d’uns 0,03V i a 12V de 0,1V. Per tant, podem dir que aquest mesurador de tensió LED és bastant precís.

La sortida ajustable es pot utilitzar per alimentar LEDs, ventiladors de CC o alguna cosa semblant. L’he provat amb una bomba d’aigua de 3,5W.