Δημιουργήστε 9 απλές ρυθμιστές γραμμικής τάσης χαμηλού θορύβου χρησιμοποιώντας το ίδιο PCB

Week 6 (Ενδέχεται 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Δημιουργήστε 9 απλές ρυθμιστές γραμμικής τάσης χαμηλού θορύβου χρησιμοποιώντας το ίδιο PCB


Εισαγωγή στο BBPS-1

Μια τροφοδοσία πάγκου με πολλαπλές εξόδους ρυθμιζόμενες για τάση και ρεύμα είναι σωστή για ορισμένες εφαρμογές. Ωστόσο, υπάρχουν φορές που χρειάζεστε μόνο μία τάση τροφοδοσίας και θα ήταν ένα πρόσθετο πλεονέκτημα αν ήταν συμβατό με ένα μη συγκολλημένο πανί.

Αυτό το έργο θα παρέχει όλες τις πληροφορίες που απαιτούνται για την κατασκευή ενός σταθερού γραμμικού ρυθμιστή τάσης σε οποιαδήποτε από τις 9 τάσεις από 2, 5V έως 15V που θα παρέχουν αρκετό ρεύμα για πολλά μικρά κυκλώματα. Η ίδια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος χαμηλού κόστους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τάση της επιλογής σας και τα αρχεία Gerber παρέχονται αργότερα σε αυτό το άρθρο. Σε συνδυασμό με έναν άμεσα διαθέσιμο μετατροπέα AC to DC, ο ρυθμιστής (που ονομάζεται Breadboard Power Supply 1 ή BBPS-1) θα γίνει γρήγορα αγαπημένος στον πάγκο εργασίας σας. Ένας 3.3V BBPS-1 παρουσιάζεται σε χρήση παρακάτω.

Το κύκλωμα

Το κύκλωμα για το BBPS-1 είναι μακράν επαναστατικό, αλλά προσφέρει ορισμένα χαρακτηριστικά που δεν είναι διαθέσιμα σε άλλες ρυθμιστές συμβατές με breadboard. Η σχηματική απεικονίζεται παρακάτω. κάντε κλικ στην εικόνα για μεγαλύτερη έκδοση.

Τα PH3 και PH4 είναι κεφαλίδες πείρων που συνδέονται στις ράγες τροφοδοσίας και γείωσης στο συγκολλητικό πανί χωρίς συγκόλληση. Τα PH1, PH2, PH5 και PH6 είναι επίσης κεφαλίδες πείρων που επιτρέπουν τόσο τη + V όσο και την γείωση να αποσυνδεθούν επιλεκτικά από τις ράγες τροφοδοσίας στο πινάκιο.

Σημειώστε ότι το παραπάνω σχήμα είναι για ένα ρυθμιστή 5V. Άλλες τάσεις απαιτούν ένα διαφορετικό U1 και R1; περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτό παρέχονται στην επόμενη ενότητα.

Απαιτούμενα εξαρτήματα

Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει μια γυμνή πλακέτα τυπωμένων κυκλωμάτων στα δεξιά και μια τελική συναρμολόγηση στα αριστερά. Όπως βλέπετε, δεν χρησιμοποιούνται εξαρτήματα επιφανείας. Οι αριθμοί αναφοράς στο PCB συμφωνούν με αυτούς του παραπάνω σχηματικού διαγράμματος και τον κατάλογο μερών στον Πίνακα 1.

Ο Πίνακας 1 απαριθμεί τα μέρη που απαιτούνται για την κατασκευή ενός ρυθμιστή BBPS-1.

Πίνακας 1. Λίστα μερών
Αρ. Αναφοράς Περιγραφή Ποσότητα. Πηγή Αριθμός εξαρτήματος
J1Τζακ, Ισχύς, Ομοαξονική, Πένσα Center 2.1 mm1Jameco2144690
D1Δίοδος, Schottky, 40V, 1Α1Digi-Key1Ν5819-ΤΡ
SW1Διακόπτης, SPDT, Εναλλαγή, Δεξιά γωνία, Βάση PCB1Jameco75871
C1Πυκνωτής, ηλεκτρολυτική, 1000uF, 50V, ακτινωτά καλώδια1Digi-KeyUVY1H102MHD-ND
C2Πυκνωτής, κεραμικό, .33uF, 50V, ακτινωτά καλώδια1Digi-Key490-8842-Νϋ
C3Πυκνωτής, κεραμικό, .1uF, 50V, ακτινωτά καλώδια1Digi-Key399-9877-1-ND
C4Πυκνωτής, ηλεκτρολυτική, 10uF, 50V, ακτινωτά καλώδια1Digi-Key493-5915-1-ND
R1Αντίσταση, 25W, ταινία άνθρακα, αξονικά καλώδια1Digi-KeyΒλ. Πίνακα 2.
R2Αντίσταση, 100 Ohm, .25W, ταινία άνθρακα, αξονικά καλώδια1Digi-Key100QBK-ND
U1Ρυθμιστής τάσης, γραμμικό, TO-2001Digi-KeyΒλ. Πίνακα 2.
LED1Δίοδος, Εκπομπή Φωτός, T1 3/4, Πράσινο1Jameco693901
PH1-PH6Κεφαλίδα, καρφίτσα, ευθεία, 40 θέση (μάρκα από ταινία.)1Jameco2168211
N / AShunt, 2-Position, .1 "Κέντρα, κλειστά, μαύρα2Jameco19141
N / AΚλειδαριά, 2 θέσεις, .1 "Κέντρα, κλειστά, κόκκινα2Jameco112432
N / AΨύκτρα, TO-2201Jameco158051
N / AΓράσο, Θερμικό, Σιλικόνη, Λευκό1Jameco615312
N / AΔιαστολέας, νάυλον, πιέζεται 4-40, .5 "2Digi-Key36-1902C-ND
N / AΒίδα, Μηχανή, 4-40, Pan Head, Phillips, .25 "3Jameco2094389
N / AΞηροί καρποί, Μηχανή, 4-401Jameco40943
N / AΠλακέτα τυπωμένων κυκλωμάτων, Custom Made, FR4, 1, 6 χιλιοστά πάχος, 1 ουγκιά. CU1IteadΔείτε το κείμενο.

Ο Πίνακας 2 χρησιμοποιείται για την επιλογή δύο τμημάτων (U1 και R1) που παρατίθενται στον Πίνακα 1 αλλά δεν καθορίζονται εκεί. Οι επιλογές για U1 και R1 βασίζονται στην επιθυμητή τάση εξόδου από το BBPS-1. Για παράδειγμα, αν θέλετε ρυθμιστή BBPS-1 με έξοδο 5V, πρέπει να εντοπίσετε το "5" στη στήλη V OUT και να δείτε ότι το U1 θα πρέπει να είναι LM7805CT και το R1 θα πρέπει να είναι 560 ohms. Κατά συνέπεια, θα παραγγείλατε ένα LM7805CT-ND και ένα 560QBK-ND.

Πίνακας 2. Επιλογή U1 και R1
U1 Digi-Key PN V OUT I OUT (Μέγ.) V IN R1 (Ohms) Digi-Key PN
Ελάχιστο.Μέγιστη.
LM2937-2.5296-39757-5-ND2.5500mA.4.75268282QBK-ND
LM2937-3.3LM2937ET-3.3 / NOPB-ND3.3500mA4.7526220220QBK-ND
LM7805CTLM7805CT-ND5720560560QBK-ND
LM7806CTLM7806CT-ND6821750750QBK-ND
LM7808CTLM7808CT-ND810.5231.2k1.2KQBK-ND
LM7809CTLM7809CT-ND911.5241.3k1.3KQBK-ND
LM7810CTLM7810CT-ND1012.5251.6k1.6KQBK-ND
LM7812CTLM7812CTFS-ND1214.5272k2.0KQBK-ND
LM7815CTLM7815CTFS-ND1517.5302.7k2.7KQBK-ND

Σημαντικές Τεχνικές Πληροφορίες

Σημειώστε ότι ο Πίνακας 2 περιέχει επίσης μια στήλη που δείχνει το μέγιστο διαθέσιμο ρεύμα από κάθε ρυθμιστή τάσης IC. Αυτό είναι ένα θεωρητικό μέγιστο υπό ιδανικές συνθήκες και πιθανώς δεν είναι εφικτό με το μικρό ψύκτη που χρησιμοποιείται στο BBPS-1. Ευτυχώς, όλοι οι ενσωματωμένοι ρυθμιστές τάσης έχουν ένα χαρακτηριστικό θερμικής απενεργοποίησης που τους απενεργοποιεί αυτόματα αν υπερθερμανθούν. όταν είναι δροσερό, θα ξαναρχίσουν τη λειτουργία τους. Πρέπει επίσης να γνωρίζετε ότι ο μετατροπέας εναλλασσόμενου ρεύματος που έχει επιλεγεί πρέπει να είναι σε θέση να τροφοδοτεί τουλάχιστον το ίδιο ρεύμα όπως αναφέρεται στη στήλη I OUT για τον αντίστοιχο ρυθμιστή IC. το πιο διαθέσιμο ρεύμα από τον μετατροπέα AC σε DC είναι καλύτερο.

Τέλος, σημειώστε ότι ο Πίνακας 2 περιέχει δύο στήλες που δείχνουν τις απαιτήσεις εισόδου ελάχιστης και μέγιστης τάσης για κάθε ένα από τα ICs του ρυθμιστή τάσης. Ο μετατροπέας εναλλασσόμενου ρεύματος προς DC που χρησιμοποιείται με το BBS-1 πρέπει να παρέχει τάση που να μην είναι μικρότερη από την ελάχιστη τιμή που αναγράφεται και όχι μεγαλύτερη από τη μέγιστη τιμή. Θα πρέπει επίσης να γνωρίζετε ότι όσο μεγαλύτερη είναι η τάση εισόδου, τόσο περισσότερη θερμότητα θα πρέπει να διαχέεται από τον ρυθμιστή τάσης IC. Έτσι, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε μετατροπέα AC σε DC που παρέχει μια τάση που είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στο ελάχιστο.

Η πλακέτα τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB)

Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος για το BBPS-1 δημιουργήθηκε με βάση ένα σχηματικό σχέδιο και μια διάταξη PCB σχεδιασμένη με ένα πρόγραμμα λογισμικού που ονομάζεται DipTrace. Το DipTrace στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία ενός συνόλου αρχείων Gerber για το σχέδιο που στάλθηκαν για πρωτότυπο στον κατασκευαστή στην Κίνα, μια εταιρεία με την επωνυμία Itead. Η Itead παρήγαγε 10 από τα PCB και τα έστειλε στις ΗΠΑ με συνολικό κόστος περίπου 14 δολάρια ΗΠΑ. χρειάστηκαν περίπου τρεις εβδομάδες από τη στιγμή που είχαν παραγγελθεί μέχρι να φτάσουν.

Τα αρχικά αρχεία διάταξης σχεδίασης DipTrace και PCB είναι διαθέσιμα για λήψη για όσους από εσάς θέλουν να χρησιμοποιηθούν για να φτιάξουν το δικό σας PCB. Επιπλέον, τα αρχεία Gerber είναι επίσης διαθέσιμα για όσους θέλουν να παραγγείλουν PCB από την Itead ή άλλον προμηθευτή. Αυτά τα αρχεία προορίζονται μόνο για χόμπι και δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται για κανέναν εμπορικό σκοπό. Ο συγγραφέας έχει χρησιμοποιήσει με επιτυχία αυτά τα αρχεία και πιστεύει ότι είναι σωστά και κατάλληλα για την παραγωγή λειτουργικών PCB όπως φαίνεται και περιγράφεται σε αυτό το άρθρο, αλλά δεν υπάρχει καμία εγγύηση. χρησιμοποιήστε τα με δική σας ευθύνη.

Λήψη κώδικα

Συναρμολόγηση και λειτουργία του BBPS-1

Το BBPS-1 δεν χρησιμοποιεί συσκευές επιφανείας και όλες οι θέσεις εξαρτημάτων αναγνωρίζονται από την οθόνη μεταξιού στο PCB. Τα εξαρτήματα είναι καλά διαχωρισμένα και τα μαξιλαράκια έχουν μέγεθος μεγάλου μεγέθους για συγκόλληση. Έτσι, ακολουθώντας τις ενδείξεις της μεταξοτυπίας και αναφέροντας τις φωτογραφίες σε αυτό το άρθρο, η συναρμολόγηση του BBPS-1 θα πρέπει να είναι εύκολη.

  • Γενικά, είναι καλύτερο να εγκαταστήσετε πρώτα τα συντομότερα εξαρτήματα στο PCB και τα ψηλότερα εξαρτήματα αργότερα.
  • Δώστε ιδιαίτερη προσοχή στην πολικότητα των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών, της διόδου, του LED και του IC. η μεταξοτυπία και οι φωτογραφίες δείχνουν τον σωστό προσανατολισμό όλων των τμημάτων.
  • Χρησιμοποιήστε ένα πολύ λεπτό στρώμα θερμικού γράσου μεταξύ της πίσω πλευράς του U1 και της ψύκτρας. στερεώστε την ψύκτρα στο U1 με βίδα και παξιμάδι μηχανής.

Η λειτουργία του BBPS-1 είναι εξίσου απλή.

  • Προσανατολίστε το συγκολλητικό χαρτόνι έτσι ώστε να υπάρχει μια γειωμένη σιδηροτροχιά στο ανώτατο άκρο.
  • Τοποθετήστε τις κεφαλές πείρων στο έδαφος και τις ράγες τροφοδοσίας στο πινάκιο, βεβαιώνοντας ότι οι ακίδες "G" εισάγονται σε μια γείωση και οι ακίδες "+" εισάγονται σε μια ράγα ηλεκτρικής τροφοδοσίας.
  • Σημειώστε ότι η σύνδεση του BBPS-1 με το έδαφος και τις ράγες τροφοδοσίας μπορεί να αποσυνδεθεί μεμονωμένα, αφαιρώντας την κατάλληλη διακλάδωση από τις κεφαλές των ακίδων.
  • Συνδέστε τον μετασχηματιστή εναλλασσόμενου ρεύματος στο μετατροπέα DC στο BBPS-1, εισάγοντας ένα βύσμα ισχύος 2, 1 mm στον βύσμα J1. + V πρέπει να είναι στον κεντρικό άξονα και να γείωση στην ασπίδα.
  • Γυρίστε το BBPS-1 ενεργοποιώντας το μοχλό του διακόπτη προς την υποδοχή τροφοδοσίας. η πράσινη λυχνία LED πρέπει να ανάψει.

Ευτυχισμένο ψαροντούφεκο!

Δώστε αυτό το έργο μια δοκιμή για τον εαυτό σας! Αποκτήστε το BOM.