DIY maizes dēļa barošanas avots: 5 soļi (ar attēliem)

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Es vienmēr gribēju pārnēsājamu barošanas bloku, kas īpaši paredzēts maizes dēļiem. Tā kā es neatrodu to pārdošanai, man bija jāizveido savs. Es aicinu jūs darīt to pašu.

PCB sponsorē JLCPCB. $ 2 PCB un bezmaksas piegāde Pirmais pasūtījums:

Iespējas:

• Izejas 5V 1A.
• Spraudņi uz jebkura standarta 400 vai 830 punktu maizes dēļa.
• Lādētājs ar pārslodzi, pārslodzi un aizsardzību pret pārslodzi.
• Akumulatora indikators ar divkrāsainu LED (zaļa 50-100%, dzeltena 20-50%, sarkana 0-20%).
• Zema pulsācijas/trokšņa izeja ar slāpēšanas diodi.

1. solis: materiāli

Galvenie materiāli:

• 18650 litija jonu akumulators. Es paņēmu savējo no salauztā klēpjdatora. Šim projektam es izmantoju vienu, lai viss būtu pēc iespējas kompakts/vieglāks, bet, lai palielinātu jaudu, jūs varētu paralēli izmantot divas baterijas. Ja izmantojat divas baterijas, pārliecinieties, ka tās ir 100% viena zīmola, modeļa, vecuma/nodiluma un jaudas, un tām ir līdzīga uzlāde brīdī, kad tās pievienojat. Pērciet šeit:
• TP4056 lādētāja modulis ar akumulatora aizsardzību. Ir versija bez akumulatora aizsardzības, kuru nevajadzētu iegādāties. Noteikti iegādājieties to, kuram ir 6 savienojumi, tāpat kā attēlā. Pērciet šeit:
• MT3608 pastiprināšanas pārveidotāja modulis. Tam ir potenciometrs sprieguma izvēlei. Šajā gadījumā es izvēlos 5V. Pērciet šeit:
• Pašbloķējoša poga ar nominālo spriegumu 3A/125V ar cauruma diametru 12 mm. Pērciet šeit:
• 470µF 25V elektrolītiskais kondensators. Tas samazina sprieguma kritumu, ieviešot ievērojamu slodzi. Pērciet šeit:
• 100nF keramikas kondensators. Samazina augstfrekvences pulsāciju/troksni. Pērciet šeit:
• 1nF keramikas kondensators. Samazina ļoti augstas frekvences pulsāciju/troksni. Pērciet šeit:
• Schottky diode 1A 40V. Tas ir paredzēts, lai aizsargātu maizes plāksnei pievienotos komponentus no augstsprieguma tapām, ko izraisa jebkura ķēdes spole. Pērciet šeit:
• 2x8 cm perforators. Pērciet šeit:
• X2 divrindu 2x3 2,54 mm tapu urbjveida galviņas. Daži lēti arduino nanos nāk ar šiem, un es parasti tos nelodēju, tāpēc paņēmu tos šim projektam. Jūs varat tos iegādāties ar 90 grādu leņķi, kas varētu būt labāks risinājums, lai atvieglotu uzstādīšanu. Pērciet šeit:

• Epoksīdsveiksme:

Piezīme. Kā Amazon asociētais darbinieks es nopelnu no kvalificētiem pirkumiem.

Materiāli akumulatora indikatoram (pēc izvēles):

• 3 mm divkrāsains LED (sarkans-zaļš). Es ievietoju diagrammas un PCB gerber failus parastajiem anodiem un parastajām katoda gaismas diodēm, lai vai nu tas darbotos. Vienkārši pārliecinieties, vai tajā ir pietiekami daudz izkliedes, lai, vienlaicīgi pagriežot abas gaismas diodes, iegūtu vienmērīgu dzeltenu krāsu. Ir daudz sliktas kvalitātes divkrāsu gaismas diodes, kurās abas krāsas labi nesajaucas. Pērciet šeit:
• NE5532P op-amp. Pērciet šeit:
• S8050 NPN tranzistors. Tomēr praktiski darbotos jebkurš NPN tranzistors. Pērciet šeit:

• Rezistori (1% no 1/4 W vai 1/8 W):

  • R1: 6.2K sprieguma dalītāja negatīvajai pusei op-amp 2IN+, kas kontrolē, kad iedegas sarkanā gaismas diode. Pērciet šeit:
  • R2: 2.2K sprieguma dalītāja pozitīvajai pusei op-amp 2IN+, kas kontrolē, kad iedegas sarkanā gaismas diode. Iegādājieties rezistoru komplektu, kas ietver šo vērtību un lielāko daļu citu:
  • R3: 51K, lai atgriezeniskā saite mainītu atskaites spriegumu, kad iedegas sarkanā gaismas diode, lai būtu stabila pāreja.
  • R4: 2K sarkanai gaismas diodei. Šī vērtība var atšķirties atkarībā no jūsu gaismas diodes.
  • R5: 6,8K sprieguma dalītāja negatīvajai pusei op-amp 1IN-, kas kontrolē, kad zaļā gaismas diode izslēdzas.
  • R6: 2,7K sprieguma dalītāja pozitīvajai pusei op-amp 1IN-, kas kontrolē, kad zaļā gaismas diode izslēdzas. Pērciet šeit:
  • R7: 100K, lai atgriezeniskā saite mainītu atsauces spriegumu, kad zaļā gaismas diode nodziest, lai būtu stabila pāreja.
  • R8: 100 zaļai gaismas diodei. Šī vērtība var atšķirties atkarībā no jūsu gaismas diodes.
  • R9: 5.1K tranzistora ieejai. NPN tranzistors darbojas kā izejas invertors, tāpēc atgriezeniskajai saitei ir pareiza polaritāte.
  • R10: 2K nolaišana tranzistora ieejai.

Piezīme: Visas rezistoru vērtības sprieguma dalītājiem un atgriezeniskā saite ir ļoti svarīgas, lai sasniegtu vēlamo rezultātu. Ja maināt vienu rezistora vērtību, iespējams, vēlēsities mainīt citus rezistorus, lai to kompensētu. Vai arī, ja jūs apzināti vēlaties mainīt spriegumu, kurā gaismas diodes ieslēdzas/izslēdzas, varat to izdarīt, mainot šīs rezistoru vērtības.

Izvēles materiāli:

• 3 mm divkrāsains LED (sarkanzaļš) kopējais anods lādētāja indikatoram. Lādētāja modulim ir divas iebūvētas gaismas diodes: viena sarkana, kas norāda uz uzlādi; un zils, kas norāda, ka uzlādes process ir beidzies. Ja vēlaties, šīs divkrāsu gaismas diodes varētu aizstāt šīs gaismas diodes. Pērciet šeit:
• 2.2K rezistors, lai aizstātu lādētāja moduļa R3, lai maksimālo uzlādes strāvu iestatītu aptuveni 500 mA, nevis 1A pēc noklusējuma. Tas ir uz virsmas montējams rezistors, bet, tā kā es pērku tikai caur caurumu esošus rezistorus, es to izmantoju.

2. solis: Sagatavošana

Pirms kaut ko lodēt, pārbaudiet visas sastāvdaļas, īpaši moduļus.

Pastiprinājuma pārveidotājam ir potenciometrs, lai izvēlētos izejas spriegumu. Pirms lodēšanas pie citām sastāvdaļām noteikti atstājiet to pie 5 V sprieguma, jo nevēlaties, lai tas tiktu iestatīts uz augstu spriegumu, kad pirmo reizi ieslēdzat to ar visu pievienoto. Jūs varat izpūst elektrolītisko kondensatoru vai sadedzināt akumulatora indikatora pastiprinātāju. Lai pielāgotu pastiprinātāja pārveidotāju, tas jāpievieno akumulatoram un multimetram. Pagrieziet pulksteņrādītāja virzienā, lai samazinātu spriegumu; pagrieziet pretēji pulksteņrādītāja virzienam, lai palielinātu spriegumu.

Ja plānojat veikt dažas lādētāja moduļa modifikācijas, veiciet to tūlīt pirms savienojuma ar citām sastāvdaļām. Es izdarīju trīs modifikācijas. Vispirms es nomainu R3 rezistoru uz 2.2K, lai maksimālo uzlādes strāvu iestatītu aptuveni 500 mA, nevis 1A, kas ir pēc noklusējuma. Iemesls ir tas, ka uzlādes laikā IC kļūst ļoti karsts. Es gribēju samazināt temperatūru, samazinot uzlādes strāvu. Protams, akumulatora uzlāde prasa ilgāku laiku, bet, manuprāt, ir pietiekami ātrs.

Otra modifikācija bija divu LED indikatoru aizstāšana ar vienu divkrāsu gaismas diodi (sarkanzaļš) kopējo anodu. Es to darīju, lai izskatītos labāk un atbilstu manam dizainam, taču jums tas nav jādara.

Un pēdējā lieta, ko es darīju ar lādētāja moduli, ir pastiprināt lodēšanu mikro USB savienotāja sānos. Šis savienotājs ir jutīgs pret bremzēšanu, tāpēc es iesaku pievienot vairāk lodēt starp savienotāja metāla apvalku un PCB. Tomēr es netraucētu ar faktiskajiem elektriskajiem savienojumiem aizmugurē. Uzmanieties, lai nepievienotu pārāk daudz lodēšanas, jo tas var nokļūt savienotāja iekšpusē.

Esmu redzējis maizes dēļu barošanas adapterus (bez baterijām), kas pievienoti maizes dēļa galā, un jūs varētu izvēlēties šo dizainu, ja vēlaties, bet es parasti ievietoju arduino nanos abos maizes dēļu galos, un es negribēju kaut kas bloķē to USB savienotāju.

3. darbība: akumulatora indikators (pēc izvēles)

Es izstrādāju ļoti vienkāršu akumulatora indikatoru ar divkrāsainu gaismas diodi (sarkanzaļa), kas mirgo zaļā krāsā, ja akumulatora uzlādes līmenis ir 50% (3,64 V) vai augstāks; kļūst dzeltens, ja ir no 50% līdz 20% (3,64V - 3,50V); un sarkans, ja tas ir zemāks par 20% (3,50 V). Tas izmanto op-amp, lai izveidotu divus Schmitt aktivizētājus, lai novērstu gaismas diodes mirgošanu uz sliekšņa.

Es gribēju būt ļoti kompakts, tāpēc iesaku izmantot savu izkārtojumu. Vai vēl labāk - augšupielādējiet manu gerber failu un pasūtiet manu pielāgoto PCB no tādas vietnes kā JLCPCB.com. Tādā veidā jums vienkārši ir jālodē sastāvdaļas, nenodarbojoties ar PCB savienojumiem. Šobrīd viņiem ir akcija, kurā jūs varat iegādāties 10 mazas PCB par 2 USD un bezmaksas piegādi pirmajam pasūtījumam.

Es izstrādāju PCB uz easyEDA, tāpēc jūs varat ielādēt projektu un pat mainīt izkārtojumu, kā vēlaties.

Divkrāsains LED kopējais katods:

Divkrāsains LED kopējais anods:

4. solis: montāža

Vispirms pielodējiet 3 kondensatorus pie pastiprinātāja izejas. Šie kondensatori palīdz samazināt pulsāciju un troksni, ko rada pastiprinātāja pārveidotājs vai izejas slodzes. Es ļoti iesaku tos instalēt. Ja jums nav šo precīzo vērtību, ievietojiet līdzīgas vērtības.

Pēc galvenās ķēdes pārbaudes nogrieziet 2x8 cm perforēto dēli, lai atbrīvotu vietu dažām maizes dēļu malām. Ja jūs to nedarīsit, jūsu akumulatora baterija nebūtu saderīga ar dažu veidu rīvdēļiem, vismaz ne bez strāvas sliedes pievienošanas atpakaļ. Ne visiem maizes dēļiem ir tapas vienā pusē, un dažiem pat ir 4 tapas tradicionālo 3 vietā. Ja izvēlaties noformēt akumulatora bateriju tā, lai tā būtu pievienota maizes dēļu galiem, iespējams, jums joprojām būs jāatbrīvo vieta. kniedes, kas dažos maizes dēļos ir arī šajos galos.

Novietojiet 2x3 vīriešu tapas uz maizes dēļa, lai tās izmantotu kā vadlīniju, lai tās pielodētu pie plātnes pareizajā stāvoklī.

Pievienojiet izejai Schottky diode (1A 40V vai vairāk). Šī diode aizsargā jebkuru strāvas sliedē pievienotu komponentu no augstsprieguma tapām, ko izraisa spoles, piemēram, releji, motori, induktori, solenoīdi utt. Pārliecinieties, vai diodes negatīvā puse (baltā līnija) iet uz izejas pozitīvo pusi.

Korpusam/vākam es izmantoju melnu kartonu. Nav labākā izvēle, jo ir uzliesmojoša, bet jūs varat izmantot visu, ko vēlaties.

5. darbība. Secinājums

Daži svarīgi padomi:

• Uzlādes laikā nelietojiet strāvas banku. Uzlādes process atspējo dažas aizsardzības funkcijas, kas var sabojāt akumulatoru, un slodze var izraisīt pārmērīgas uzlādes situāciju. Turklāt pārslodzes aizsardzības atspējošana var sabojāt pat pašu maizes dēli.
• Pārslodzes aizsardzība reaģē ļoti ātri, tāpēc, pārtraucot īssavienojumu, tiek pārtraukta strāvas padeve. Lai to atiestatītu, aptuveni 3 sekundes izslēdziet barošanu.

Attiecīgie dati:

Šie ir dažu manu testu rezultāti. Tas var atšķirties no jūsu, bet jūs varat to izmantot kā atsauci uz gaidāmo:

• Uzlādes laiks no tukšas līdz pilnai (pie 560 mA): 4:30 stundas.
• Ar 50 mA slodzi pilna baterija ilga 23 stundas un 17 minūtes.
• Ar 500 mA slodzi pilna baterija izturēja 2 stundas un 21 minūti. Pie izejas tas ir aptuveni 1630 mAh.
• Es novēroju maksimālu nemainīgu sprieguma kritumu izejā 0,03V, kad tas tika pievienots 500mA slodzei, tāpēc kopumā tas izvada ļoti stabilu 5V. Esmu redzējis citus mazākus pastiprinātājus, kuros spriegums samazinās par 0,7 V zem 5 V (4,3 V), un tas, manuprāt, nav pieņemami.
• Baterijas indikatora spriegums ir iestatīts uz aptuveni 50% = 3.64V, 20% = 3.50V. Atsauksmes maina vērtību uz +/- 0.7V. Jūs varat izmēģināt dažādas rezistoru vērtības, lai mainītu spriegumu, kurā gaismas diodes ieslēdzas/izslēdzas, bet manas ieteicamās vērtības ir balstītas uz maniem testiem un aprēķiniem, un tām vajadzētu piemērot lielāko daļu 18650 bateriju.

Ir iespējams paralēli izmantot divas baterijas, lai dubultotu jaudu. Es arī izveidoju šo versiju, bet acīmredzot tā ir lielāka un smagāka, tāpēc tā nav mana pirmā izvēle. Jūs izlemjat, kuru versiju veidot.

Tieši tā. Ja jums ir jautājums, dariet man to zināmu.

Veiksmi.