1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 51 53 54 55 56

Универсальный блок питания для макетной платы своими руками

24.07.2017 в Идеи для ДОМА, Электронные самоделки

Перевёл alexlevchenko для mozgochiny.ru

Доброго времени суток. При разработке различных электронных приборов/устройств особое внимание следует уделить такому важному этапу, как прототипирование схем на макетной плате.

Обычно в качестве источника питания «макетки» могут выступать:

  • Лабораторный блок питания;
  • Питание с выводов платы Arduino;
  • Батарейки/аккумуляторы.

В качестве альтернативного варианта можно изготовить регулируемый прецизионный блок питания, который бы был незаменимым при прототипировании небольших проектов.

Основная задача – сохранить пространство макетной платы. Удалив разъёмы питания, переключатели, регуляторы напряжения, мы освободим драгоценное пространство, а также уменьшим количество беспорядочных перемычек и проводов. Благодаря наличию точных стабильных напряжений в пределах +/- 0,05В мы сможете избежать проблем связанных с питанием и продлить срок службы радиодеталей!

Шаг 1: Регулятор напряжения LM317

Обычно в небольших схемах применяют следующие номиналы напряжений:

  • 1,5В;
  • 3В;
  • 3,3В;
  • 5В;
  • 6В;
  • 9В;
  • 12В.

Для достижения подобных напряжений можно использовать небольшие готовые компоненты. Первым, что пришло на ум, был LM78XX (datasheet_lm7800) в 5 (7805), 9 (7809) и 12 (7812) вольтовом исполнении. Можно спроектировать схему, выстроив из них каскад и переходить на нужное напряжение через один за раз. Это дало бы стабильный выход, но только для небольшого количества вариантов напряжений и за счет огромного количества компонентов.

Следующий вариант — почтеннейший LM317. Этот «парень» может выдавать что угодно: от 1,5 В до 37 В при 1,5 А. Микросхема имеет 3 вывода — вход, выход и регулировку. Вы подаете питание на вход, а регулируемое (нижнее) напряжение выходит из выхода (простите за каламбур). Нужно подавать LM317, по крайней мере, на 3В больше величины, которую вы хотите получить — так для выхода 9В нужно подать ему 12 В. Это регулируемое (низкое) напряжение идеально определяется с помощью пары резисторов — один из которых соединяет «регулировку»и выход (как правило, статическое значение), а другой — «регулировку» к GND.

Поэтому LM317 и используют для создания регулируемых источников питания, используя потенциометр в качестве второго резистора. Мне же хотелось, чтобы можно было бы щелкнуть переключателем и получить стабильный, предустановленный выход с одним из желаемых напряжений, не вращая крошечные ручки.

Необходимо определить номиналы резисторов в соответствии с заданными величинами напряжения.

Шаг 2: Резисторы

Расчёт величины сопротивления следует производить из формулы выходного напряжения.

Vout = 1,25 * (1 + R2 / R1)

Если предположить, что резистор R1 — между регулировочным и выходным контактами остается постоянным (в таблице данных используется 120Ω и 240Ω), то можем довольно легко определить значение сопротивления R2. Используя значение 240 Ом для R1, формула для R2:

R2 = 240 * ((Vout — 1,25) / 1,25)

Так, например, если бы мы хотели получить напряжение 5 В, нам нужно было:

R2 = 240 Ом * ((5 В — 1,25) / 1,25) = 720 Ом

…ИЛИ… вы можете просто воспользоваться удобным калькулятором!

При использовании нескольких резисторов «в серии» вы сможете получить более высокую точность — в данном проекте использовал по 2 резистора для достижения компромисса между точностью и чувствительностью.

R1: 240 Ом

R2:

  • 1,5 В: 48 Ом = 18 Ом и 38 Ом (идеально);
  • 3В: 336 Ом = 36 Ом и 300 Ом (отлично);
  • 3,3 В: 394 Ом = 3,9 Ом и 390 Ом (разница в 0,025%);
  • 5В: 720 Ом= 100 Ом и 620 Ом (отлично);
  • 6В: 912Ом = 2Ом и 910Ом (идеально);
  • 9В: 1488 Ом = 390 Ом и 1100 Ом (разница в 0,134%);
  • 12В: напрямую из блока питания (см. схему и описание в следующем шаге).

Шаг 3: Конструкция и схема

Итак, идея в следующем:

Сделать своими руками простой блок питания, который будет подключаться к линиям (рельсам) питания на стандартной макетной платы. Структурные обозначения:

Источник питания: стандартный «кирпидон», обеспечивающий, как минимум 12 В.

SW Power: простой выключатель питания вкл/выкл.

SW 12V: переключатель включает или выключает LM317. Позиция 1 обеспечивает подачу 12В прямо на макетку, в то время как позиция 2 включает LM317. Как вы помните, для того, чтобы LM317 выдала 12 В, на неё нужно было бы подать не менее 15 В.

DIP-переключатель: 6-позиционный DIP-переключатель подключается между регулировочным выводом LM317 и GND, и ведет к серии предварительно выбранных резисторов для достижения желаемого напряжения. Положение 1 равно 1,5 В, вплоть до 9 В в позиции 6.

Vcc OUT: Каждый из этих выходов (слева и справа) относится к линиям (рельсам) макетки.

SW Dual Output: этот переключатель может включить левую рельсу на макетной плате или левую и правую рельсу одновременно.

Светодиоды: указывают, какие линии (рельсы) получают питание. Кроме того, они тускнеют / светят ярче, в зависимости от того, какое выходное напряжение выбрано — 12 В самое яркое свечение, а 1,5 В свечение тусклое. Кроме этого они указывают на то, что блок питания включен.

Конденсаторы: три сглаживающих конденсатора помогают сохранить хорошее стабильное выходное напряжение.

Шаг 4: Список деталей

Нам понадобится:

  • Блок питания с минимальным выходным постоянным напряжением 12 В.
  • Монтажная односторонняя плата размером 26 x 19 отверстий.
  • Разъем DC, с соответствующей ответной части расположенной на блоке питания (5.5 мм).
  • Регулятор напряжения LM317;
  • Радиатор (слюда, стойка, болт, шайба и термопаста);
  • Диод (14N00X) — установлен сразу после подачи питания, чтобы предотвратить короткое замыкание;
  • 3 x сглаживающих конденсатора: 100uf, 10uf и 1uf;
  • Переключатель SPST (Один полюс, одно направление);

  • Переключатель: SPDT (Один полюс, два направления), 3-контактный;
  • Переключатель: DPDT (Два полюса, два направления), 6-контактный;
  • 6-позиционный DIP-переключатель;
  • 2 x 2-контактные штыревые колодки;
  • Резистор: 240 Ом (для «R1»);
  • Резисторы: каждая из вычисленных пар резисторов (для «R2»). Если вы используете мою схему, вам понадобятся:
  • 2 … 3,9 … 18 … 30 … 36 … 100 … 300 … 2 x 390 … 620 … 910 … 1100
  • Резисторы: 2 x 360 Ом (для светодиодов);
  • 2 x 3 мм светодиода;
  • 4 винта и стойки;

Шаг 5: Проектирование и подготовка платы

Использовал векторный графический редактор Inkscape, задал размеры макетной платы и разместил на ней компоненты.

Настоятельно рекомендую, добавляя каждый компонент на плату перед пайкой, дважды проверить, оставшееся пространство. Поделка должна быть настолько компактной, насколько это возможно.

Разъем DC имеет увеличенные клеммы вместо стандартных выводов, поэтому необходимо выполнить следующее: разметить отверстия и рассверлить их, чтобы они соответствовали креплениям разъёма.

Нанесём тонкий слой термопасты на обе стороны слюды. Затем выровняем её на радиаторе, добавим LM317 и закрепим его стойкой, болтом и шайбой. LM317 можно установить вертикально или горизонтально.

Шаг 6: Припаиваем детали

Начинаем запаивать самые маленькие компоненты (резисторы, диоды, конденсаторы), постепенно двигаясь в сторону увеличения размеров (переключатели, разъемы DC).

Для фиксации небольших компонентов на месте можем воспользоваться липкой лентой. Установили компоненты, закрепили, перевернули, припаяли.

Каждую запаеную группу компонентов следует проверить мультиметр на предмет короткого замыкания.

Не спешите обрезать выводы их можно использовать для соединения деталей.

Шаг 7: Финал

Шаг 8: Тестирование — установка на макетку

Два набора штырей просто вставляются в первый ряд рельсов питания по обеим сторонам платы. Когда гнездо питания подключено, светодиоды указывают, на какую сторону макетной платы подаётся питание.

Шаг 9: Тестирование параметров

 

 

На этом всё! Удачного вам творчества.

datasheet_lm7800

(A-z Source)


  • RSS
  • Facebook
  • LiveJournal
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице
  • Мой Мир
  • В закладки Google
  • Blogger
  • Twitter

Прокомментировать

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Мастер-классы | Как сделать | DIY | Handmade | Self made | Поделки | Своими руками | Карта сайта | Реклама

Всё что ты хочешь, ты можешь сделать САМ! Мы за созидание, развитие и свободное распространение знаний и личного опыта!

МозгоЧины - сообщество энтузиастов © 2010 – 2017

Перейти к верхней панели