Alimentazione regolabile: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Questa istruzione riguarda come realizzare un alimentatore con uscita regolabile e può essere alimentato con varie alimentazioni. Tutto ciò di cui hai bisogno è la conoscenza dell'elettronica.

Se hai domande o problemi puoi contattarmi sulla mia mail:[email protected] Quindi cominciamo

Componenti forniti da DFRobot

Passaggio 1: materiali

Quasi tutti i materiali necessari per questo progetto possono essere acquistati nel negozio online: DFRobotPer questo progetto avremo bisogno di:

-Pannello solare 9V

-Gestore dell'energia solare

-Convertitore boost DC-DC

-Caricabatterie solare Lipo

- Misuratore di tensione a LED

-fili

-cassa della scatola di giunzione elettrica sigillata in plastica montata in superficie

-3,7 V batteria agli ioni di litio

-vari connettori

-Interruttore SPST 4x

-attacco terminale rosso e nero da 4 mm

Passaggio 2: moduli

Per questo progetto ho utilizzato tre diversi moduli.

Gestore di energia solare

Questo modulo è molto utile perché può essere alimentato con diverse alimentazioni. Quindi può essere utilizzato in molti progetti.

Può essere alimentato con pannello solare 7-30V, batteria Li-ion 3.7 o con cavo USB.

Dispone di quattro diverse uscite. Da 3,3V a 12V, con uscita USB 5V e su un'uscita è possibile scegliere la tensione 9V o 12V.

Specifiche:

• Tensione di ingresso solare: ingresso batteria 7V~30V
• Ingresso batteria: batteria Li-polimero/Li-ion a cella singola da 3,7 V

• Alimentazione regolata:

  • USCITA1=5V 1,5A;
  • USCITA2=3.3V 1A;
  • USCITA3=9V/12V 0,5A

Convertitore boost DC-DC

Modulo molto utile anche se si vuole realizzare velocemente un'alimentazione variabile. La tensione è regolata con trimmer 2Mohm.

Specifiche:

• Tensione di ingresso: 3,7-34 V
• Tensione di uscita: 3,7-34 V
• Corrente di ingresso massima: 3AMax
• Potenza:15W

Caricabatterie solare Lipo

Progettato per la ricarica, con protezione da inversione di polarità in ingresso. Dispone di 2 LED per l'indicazione della carica.

Specifiche:

• Tensione di ingresso: 4,4 ~ 6 V
• Corrente di carica: 500 mA max
• Tensione di interruzione della carica: 4.2V
• Batteria necessaria: batteria al litio da 3,7 V

Se vuoi saperne di più su questi moduli puoi visitare: Wiki del prodotto DFRobot

Passaggio 3: alloggiamento dell'alimentatore

Per l'alloggiamento ho usato una scatola di giunzione elettrica sigillata in plastica montata su superficie.

Per prima cosa ho misurato ogni componente in modo da conoscere tutte le dimensioni. L'ho fissato per disegnare sulla scatola di giunzione in modo da vedere come sarà tutto. Quando ero soddisfatto del design, ho iniziato a fare i fori per i componenti.

Ho usato 2 voltmetri a LED per la visualizzazione della tensione. Uno sta visualizzando l'uscita regolabile e l'altro sta visualizzando l'uscita 9V/12V, in modo che tu sappia quale tensione hai scelto. Questi misuratori di tensione a LED sono molto utili perché li colleghi semplicemente alla fonte di tensione e basta. L'unica caratteristica negativa è che non mostra una tensione inferiore a 2,8 V.

Ho usato un collegamento terminale da 4 mm in modo da poter collegare il carico all'alimentazione. Questo alimentatore ha 3 uscite di tensione (9V/12V, 5V e uscita regolabile).

Ho anche aggiunto due uscite USB in modo da poter collegare direttamente il tuo Arduino o qualche altro dispositivo. Può essere utilizzato anche per la ricarica del telefono. L'ultima uscita viene utilizzata per la ricarica della batteria (Li-po, Li-ion fino a 4V.). Per questo ho usato il caricabatterie solare.

Passaggio 4: rifornimenti

Questo alimentatore può essere alimentato con diverse fonti di alimentazione.

1. DC jack maschio

Può essere alimentato con cavo jack DC. Questa alimentazione è consigliata se si desidera alimentare fonti che richiedono un po' più di potenza. Questa alimentazione fornisce anche la massima stabilità alle uscite, il che significa che quando si collega l'utenza elettrica all'uscita, la tensione di uscita non scende molto.

2. Batteria da 3,7 V

È possibile utilizzare una batteria ai polimeri di litio o agli ioni di litio da 3,7 V a cella singola. Nel mio caso ho usato la batteria agli ioni di litio da 3,8 V del mio vecchio cellulare. Può essere completamente alimentato solo con questa batteria, ma ha alcune limitazioni alla tensione e alla corrente di uscita.

Efficienza di alimentazione regolata (batteria da 3,7 V IN)

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

Questa possibilità è molto buona quando lavori in un posto dove non hai elettricità.

3. Pannello solare

Per la terza opzione scelgo l'alimentazione solare. Può essere alimentato con pannello solare 7V-30V.

Nel mio caso ho usato un pannello solare da 9V che produce 220mA. A prima vista sembrava che sarebbe stato in grado di alimentare questo alimentatore. Ma quando ho iniziato a testare questo progetto con il pannello solare, tutto si è spento perché il pannello solare non era in grado di fornire energia sufficiente per fornire tutto. Quando è completamente illuminato produce circa 10V e circa 2,2W.

Allora ho cercato di compensarlo con altre forniture. Ho combinato batteria da 3,7 V e pannello solare. Durante i test è emerso che la batteria e il pannello solare insieme sono in grado di alimentare questo alimentatore.

Quindi per fornire questo avrai bisogno di un pannello solare in grado di produrre più energia.

Per esempio:

Efficienza della carica solare (18V SOLAR IN): 78%@1A

Se lo fornite con un pannello solare da 18V, la sua corrente di carica sarà di circa 780mA.

Passaggio 5: modifica dei moduli

Per questo progetto ho dovuto apportare alcune modifiche ai moduli. Tutte le modifiche sono state apportate per rendere questo alimentatore più facile da usare.

Per prima cosa ho modificato il modulo di gestione dell'energia solare. Ho rimosso l'interruttore smd originale e l'ho sostituito con un interruttore a doppio polo a 3 pin. Ciò rende più semplice il passaggio tra 9V e 12V ed è anche migliore perché è possibile montare l'interruttore sull'alloggiamento. Questa modifica può essere visualizzata anche sull'immagine. Il modulo Power Manager ha la possibilità di attivare/disattivare le uscite. Ho collegato questi pin agli interruttori SPST in modo da poter gestire le uscite

La seconda modifica è stata apportata al caricabatterie. Ho rimosso i LED smd originali e li ho sostituiti con normali LED rosso e verde.

Passaggio 6: test

Quando ho cablato tutto insieme ho dovuto fare un test se tutto funziona come pianificato.

Per testare la tensione di uscita ho usato il multimetro Vellemans.

Ho misurato l'uscita 5V. Prima quando il power manager veniva fornito solo con batteria da 3,7V e poi quando era alimentato con adattatore da 10V. La tensione di uscita era la stessa in entrambi i casi, principalmente perché l'uscita non era caricata.

Poi ho misurato l'uscita 12V e 9V. Ho confrontato il valore di tensione sul multimetro Velleman e sul voltmetro a LED. La differenza tra il valore del multimetro e il valore del voltmetro LED a 9V era di circa 0,03V ea 12V era di circa 0,1V. Quindi possiamo dire che questo voltmetro a LED è notevolmente preciso.

L'uscita regolabile può essere utilizzata per alimentare LED, ventole CC o qualcosa del genere. L'ho testato con una pompa dell'acqua da 3,5 W.